[發明專利]一種基于WIFI的FPGA無線升級和智能加載的裝置及方法

有效

• 申請號: 201810088981.8
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108073412B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 張濤;汪國堯;昌暢
• 申請（專利權）人: 四川九洲電器集團有限責任公司
• 主分類號: G06F8/654
• 分類號: G06F8/654
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

1.一種基于WIFI的FPGA無線升級和智能加載的裝置，包括：FPGA、JTAG接口和FLASH存儲器，其特征在于，還包括WIFI模塊，所述FLASH存儲器和WIFI模塊均與FPGA連接，所述FPGA內嵌MicroBlaze軟核搭建MicroBlaze微控制系統；所述FPGA包括不可重構功能模塊和可重構功能模塊；

SPI串行FLASH配置模式在上電時收到微控制系統的指令，將配置數據像PROM配置方式一樣連續加載到FPGA中；在先對FPGA進行模塊化設計，劃分出需要的可重構模塊，并把各個模塊的配置文件分區燒寫在FLASH中，后期進行動態配置時選擇需要升級的模塊進行更新配置，完成部分動態重構配置后不需要進行全局復位，只需對升級后的功能模塊進行復位就能實現新程序版本的運行，在調試階段和后期升級階段省去重啟設備的步驟。

2.根據權利要求1所述的一種基于WIFI的FPGA無線升級和智能加載的裝置，其特征在于，所述WIFI模塊為被動串行WIFI模塊。

3.根據權利要求1所述的一種基于WIFI的FPGA無線升級和智能加載的裝置，其特征在于，所述MicroBlaze微控制系統包括時鐘模塊、CPU、控制總線、內部存儲器、中斷控制器、WIFI接口和FLASH接口，時鐘模塊以外部時鐘為參考產生CPU所需工作時鐘，CPU通過控制總線與內部存儲器、中斷控制器、WIFI接口和FLASH接口連接，WIFI接口連接所述WIFI模塊，FLASH接口連接所述FLASH存儲器。

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

1)開機啟動；

2)全局加載；

3)運行功能程序；

4)建立WIFI無線連接；

5)接收WIFI數據；

6)FLASH中對應區域的擦除和寫入；

7)動態重配置；

8)復位模塊參數；

所述步驟1)開機啟動時，連接仿真器對裝配后的設備進行首次調試，固化微控制系統程序，并實現外部接口通信功能；

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

所述步驟3)的具體方法為：設備全局加載后會產生復位信號，對參數進行復位，隨后進入功能程序運行階段，此時被動串行WIFI模塊處于等待狀態；

所述步驟4)的具體方法為：當WIFI模塊收到連接邀請時建立無線連接；

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

所述步驟6)的具體方法為：MicroBlaze微控制系統轉換配置數據，并完成FLASH中對應區域的擦除和寫入，實現程序更新；

所述步驟7)的具體方法為：MicroBlaze微控制系統主導SPI串行FLASH產生配置流，進行部分動態重配置；

所述步驟8)的具體方法為：配置完成后產生局部復位信號，復位FPGA中的可重構模塊；所述FPGA包括不可重構功能模塊和可重構功能模塊；

SPI串行FLASH配置模式在上電時收到微控制系統的指令，將配置數據像PROM配置方式一樣連續加載到FPGA中；在先對FPGA進行模塊化設計，劃分出需要的可重構模塊，并把各個模塊的配置文件分區燒寫在FLASH中，后期進行動態配置時選擇需要升級的模塊進行更新配置，完成部分動態重構配置后不需要進行全局復位，只需對升級后的功能模塊進行復位就能實現新程序版本的運行，在調試階段和后期升級階段省去重啟設備的步驟。

5.根據權利要求4所述的一種基于WIFI的FPGA無線升級和智能加載的方法，其特征在于，上述步驟控制均由FPGA內嵌MicroBlaze軟核搭建的MicroBlaze微控制系統實現。

6.根據權利要求4所述的一種基于WIFI的FPGA無線升級和智能加載的方法，其特征在于，還包括步驟9)進入運行新的功能程序階段，完成設備的智能升級過程。