[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于WIFI的FPGA無(wú)線升級(jí)和智能加載的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810088981.8
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108073412B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張濤;汪國(guó)堯;昌暢
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F8/654
• 分類(lèi)號(hào): G06F8/654
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

1.一種基于WIFI的FPGA無(wú)線升級(jí)和智能加載的裝置，包括：FPGA、JTAG接口和FLASH存儲(chǔ)器，其特征在于，還包括WIFI模塊，所述FLASH存儲(chǔ)器和WIFI模塊均與FPGA連接，所述FPGA內(nèi)嵌MicroBlaze軟核搭建MicroBlaze微控制系統(tǒng)；所述FPGA包括不可重構(gòu)功能模塊和可重構(gòu)功能模塊；

SPI串行FLASH配置模式在上電時(shí)收到微控制系統(tǒng)的指令，將配置數(shù)據(jù)像PROM配置方式一樣連續(xù)加載到FPGA中；在先對(duì)FPGA進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，劃分出需要的可重構(gòu)模塊，并把各個(gè)模塊的配置文件分區(qū)燒寫(xiě)在FLASH中，后期進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置時(shí)選擇需要升級(jí)的模塊進(jìn)行更新配置，完成部分動(dòng)態(tài)重構(gòu)配置后不需要進(jìn)行全局復(fù)位，只需對(duì)升級(jí)后的功能模塊進(jìn)行復(fù)位就能實(shí)現(xiàn)新程序版本的運(yùn)行，在調(diào)試階段和后期升級(jí)階段省去重啟設(shè)備的步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WIFI的FPGA無(wú)線升級(jí)和智能加載的裝置，其特征在于，所述WIFI模塊為被動(dòng)串行WIFI模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于WIFI的FPGA無(wú)線升級(jí)和智能加載的裝置，其特征在于，所述MicroBlaze微控制系統(tǒng)包括時(shí)鐘模塊、CPU、控制總線、內(nèi)部存儲(chǔ)器、中斷控制器、WIFI接口和FLASH接口，時(shí)鐘模塊以外部時(shí)鐘為參考產(chǎn)生CPU所需工作時(shí)鐘，CPU通過(guò)控制總線與內(nèi)部存儲(chǔ)器、中斷控制器、WIFI接口和FLASH接口連接，WIFI接口連接所述WIFI模塊，F(xiàn)LASH接口連接所述FLASH存儲(chǔ)器。

4.一種基于WIFI的FPGA無(wú)線升級(jí)和智能加載的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)；

2)全局加載；

3)運(yùn)行功能程序；

4)建立WIFI無(wú)線連接；

5)接收WIFI數(shù)據(jù)；

6)FLASH中對(duì)應(yīng)區(qū)域的擦除和寫(xiě)入；

7)動(dòng)態(tài)重配置；

8)復(fù)位模塊參數(shù)；

所述步驟1)開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，連接仿真器對(duì)裝配后的設(shè)備進(jìn)行首次調(diào)試，固化微控制系統(tǒng)程序，并實(shí)現(xiàn)外部接口通信功能；

所述步驟2)的具體方法為：由MicroBlaze微控制系統(tǒng)控制FLASH產(chǎn)生配置流，將所有FPGA程序連續(xù)加載完畢；

所述步驟3)的具體方法為：設(shè)備全局加載后會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行復(fù)位，隨后進(jìn)入功能程序運(yùn)行階段，此時(shí)被動(dòng)串行WIFI模塊處于等待狀態(tài)；

所述步驟4)的具體方法為：當(dāng)WIFI模塊收到連接邀請(qǐng)時(shí)建立無(wú)線連接；

所述步驟5)的具體方法為：MicroBlaze微控制系統(tǒng)收到二次加載控制命令后，主導(dǎo)WIFI接收外部配置數(shù)據(jù)；

所述步驟6)的具體方法為：MicroBlaze微控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換配置數(shù)據(jù)，并完成FLASH中對(duì)應(yīng)區(qū)域的擦除和寫(xiě)入，實(shí)現(xiàn)程序更新；

所述步驟7)的具體方法為：MicroBlaze微控制系統(tǒng)主導(dǎo)SPI串行FLASH產(chǎn)生配置流，進(jìn)行部分動(dòng)態(tài)重配置；

所述步驟8)的具體方法為：配置完成后產(chǎn)生局部復(fù)位信號(hào)，復(fù)位FPGA中的可重構(gòu)模塊；所述FPGA包括不可重構(gòu)功能模塊和可重構(gòu)功能模塊；

SPI串行FLASH配置模式在上電時(shí)收到微控制系統(tǒng)的指令，將配置數(shù)據(jù)像PROM配置方式一樣連續(xù)加載到FPGA中；在先對(duì)FPGA進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，劃分出需要的可重構(gòu)模塊，并把各個(gè)模塊的配置文件分區(qū)燒寫(xiě)在FLASH中，后期進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置時(shí)選擇需要升級(jí)的模塊進(jìn)行更新配置，完成部分動(dòng)態(tài)重構(gòu)配置后不需要進(jìn)行全局復(fù)位，只需對(duì)升級(jí)后的功能模塊進(jìn)行復(fù)位就能實(shí)現(xiàn)新程序版本的運(yùn)行，在調(diào)試階段和后期升級(jí)階段省去重啟設(shè)備的步驟。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于WIFI的FPGA無(wú)線升級(jí)和智能加載的方法，其特征在于，上述步驟控制均由FPGA內(nèi)嵌MicroBlaze軟核搭建的MicroBlaze微控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于WIFI的FPGA無(wú)線升級(jí)和智能加載的方法，其特征在于，還包括步驟9)進(jìn)入運(yùn)行新的功能程序階段，完成設(shè)備的智能升級(jí)過(guò)程。