[發明專利]一種在線更新FPGA配置芯片的方法及系統

有效

• 申請號: 201811384085.2
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109542484B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 張孝飛;趙素梅;劉強
• 申請（專利權）人: 浪潮集團有限公司
• 主分類號: G06F8/65
• 分類號: G06F8/65
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 姜明

本發明公開了一種在線更新FPGA配置芯片的方法及系統，屬于計算機應用技術領域。本發明的在線更新FPGA配置芯片的方法，利用FPGA和CPLD的可編程性，將FPGA配置為Slave SelectMap模式，將FPGA和CPLD相連，CPLD外掛FPGA配置芯片的Flash，FPGA與PC機相連，通過PC機上的Logic Programmer工具進行FPGA配置芯片內容更新，其中PC機上設置有PCIE槽。該發明的在線更新FPGA配置芯片的方法不需要專門的下載工具，即能夠實現快速的更新FPGA配置芯片，提高更新效率，簡化操作過程，具有很好的推廣應用價值。

技術領域

本發明涉及計算機應用技術領域，具體提供一種在線更新FPGA配置芯片的方法及系統。

背景技術

隨著社會經濟的飛速發展，社會各個領域的技術都有了長足的進步。目前，隨著數字通信協議的增多，現場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）的應用越來越廣泛，FPGA作為一種重要的可編程邏輯器件，具有豐富的邏輯資源和I/O資源，設計周期短，開發費用低，風險小，能夠提高數字系統的集成度，可靠性高，在數據系統中應用較為廣泛。此外由于其易編程與快速升級架構的特性，在電子設備中得到了廣泛的應用。

然而通用的FPGA芯片一般基于掉電易失性存儲器而設計，在掉電后不能保存配置文件，為了保證上電后能夠正常工作，必須通過外部非易失性存儲器存儲配置文件，在上電時再將配置文件導入FPGA芯片以正常加載。

常見的FPGA更新升級通常采用FPGA廠商提供的JTAG（Joint Test Action Group，聯合測試行為組織標準）方式下載到FPGA以后，再固化到FPGA的非易失性存儲器中，這種方法更新速度不快，一旦需要系統規模較大，則重復性工作量將非常大，并且繁瑣。

發明內容

本發明的技術任務是針對上述存在的問題，提供一種不需要專門的下載工具，即能夠實現快速的更新FPGA配置芯片，提高更新效率，簡化操作過程的在線更新FPGA配置芯片的方法。

本發明進一步的技術任務是提供一種在線更新FPGA配置芯片的系統。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種在線更新FPGA配置芯片的方法，所述方法利用FPGA和CPLD的可編程性，將FPGA配置為Slave SelectMap模式，將FPGA和CPLD相連，CPLD外掛FPGA配置芯片的Flash，FPGA與PC機相連，通過PC機上的Logic Programmer工具進行FPGA配置芯片內容更新，其中PC機上設置有PCIE槽。

該在線更新FPGA配置芯片的方法可以在PC機上通過應用軟件進行FPGA配置芯片內容更新，更新完后，板卡重新上電加載的代碼就是更新的代碼，不需要專用的XilinxJTAG下載工具，只需要將板卡經過PCIE接口掛載到PC機上，通過軟件進行更新。所述在線更新FPGA配置芯片的方法可以應用在計算機領域、云終端、物聯網終端等帶有PCIE接口的FPGA板卡的應用場景中，應用領域廣泛。

作為優選，該方法在FPGA內部例化PCIE Endpoint IP核，通過PC機的PCIE槽對應的PCIE Endpoint IP核驅動進行開發，做成Logic Programmer工具；PCIE 轉WishboneMaster 模塊負責把Logic Programmer 工具發送的命令和數據從PCIE數據格式轉換成Wishbone接口格式；帶Wishbone Slave接口的Loader 模塊接收Wishbone Master數據，通過Wishbone Slave Loader 模塊將命令和數據送到掛接的CPLD上，CPLD將數據寫入外掛的Flash，通過PC機上的Logic Programmer工具進行配置芯片內容更新。

作為優選，FPGA接入PC機后，將FPGA第一次上電通過專用的JTAG工具下載可用的FPGA代碼到FPGA配置芯片中。