[發明專利]一種基于多種接口的FPGA重構方法和系統

有效

• 申請號: 201910564666.2
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110287141B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 湯曉磊;胡亮
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F9/445;G06F13/28
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 張然

本發明公開了一種基于多種接口的FPGA重構方法與系統，該方法包括：將FPGA劃分為靜態區和動態區，靜態區和動態區均可以進行靜態重構，動態區還可以進行動態重構；靜態區包括：PCIE核、千兆網收發模塊以及can總線收發模塊；PCIE核、千兆網收發模塊和can總線收發模塊分別接收輸入數據；分別提取經PCIE核和千兆網收發模塊的動態配置文件，配置到動態區；分別提取經PCIE核、千兆網收發模塊和can總線收發模塊的全局靜態配置數據，寫入FLASH，靜態區逐一獲取全局靜態配置數據；經PCIE核、千兆網收發模塊和can總線收發模塊的普通數據傳遞給動態區。本發明解決了現有重構方式中加載方式單一的問題，大大增加系統重構的靈活性。

技術領域

本發明涉及電子技術領域，具體涉及一種基于多種接口的FPGA重構方法和系統。

背景技術

由于數字邏輯系統功能復雜化的需求，單片系統的芯片正朝著超大規模、高密度的方向發展。但是，系統中的各個功能模塊并不是時刻都在工作，而是根據系統外部的整體要求，輪流或循環地被激活或工作。并且，隨著數字邏輯規模的擴大，在相同速度條件下，在一定的時間區間，其功能模塊的平均使用率將下降。因此，系統設計應該從傳統追求大規模、高密度的方向，轉向如何提高資源利用率，用有限的資源實現更大規模的邏輯設計上來。而可重構計算技術能夠提高硬件的利用率和提供軟件的可編程性，成為未來的發展趨勢。計算機通過本地總線配置FPGA稱為本地重構，通過遠程接口訪問FPGA并完成配置稱為遠程重構。按照是否在線重復配置又分為靜態重構和動態重構。靜態重構是指目標系統的邏輯功能(包括電路功能和電路邏輯)靜態重載，只能在運行前配置。動態重構是指目標系統的邏輯功能(包括電路功能和電路邏輯)能在運行過程中實時配置。當前的靜態重構方式一般使用專用下載器連接FPGA的專用引腳進行程序下載，動態重構方式用專用下載器連接FPGA或者使用本地PCIE總線加載，此種加載方式單一，不靈活，因此尋找一種能基于多種接口的FPGA重構方法和系統尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于多接口的FPGA重構方法和系統，用于解決現有重構方式中加載方式單一的問題。

本發明的一種基于多接口的FPGA重構方法，包括將FPGA劃分為靜態區和動態區，靜態區和動態區均可以進行靜態重構，動態區還可以進行動態重構；靜態區包括：PCIE核、千兆網收發模塊以及can總線收發模塊；PCIE核與切換器進行數據交互，判斷PCIE核傳輸的數據的類型，將動態配置文件傳遞給動態加載模塊，其他數據傳遞給DMA控制器；PCIE核、千兆網收發模塊和can總線收發模塊分別接收輸入數據，所述輸入數據包括動態配置文件、全局靜態配置數據和普通數據；分別提取經切換器和千兆網收發模塊的動態配置文件，并配置到動態區；分別提取經DMA控制器、千兆網收發模塊和can總線收發模塊的全局靜態配置數據，寫入FLASH，靜態區逐一獲取全局靜態配置數據；經DMA控制器、千兆網收發模塊和can總線收發模塊的普通數據傳遞給動態區。

根據本發明的基于多種接口的FPGA重構方法的一實施例，其中，通過PCIE核將串行數據轉換為64位并行數據。

本發明的一種基于多接口的FPGA重構系統，包括：PCIE核、千兆網收發模塊、can總線收發模塊、切換器、DMA控制器、動態加載模塊、ICAP、FLASH讀寫模塊以及用戶邏輯模塊；PCIE核轉換上位機的傳輸數據，傳遞給切換器；千兆網收發模塊對上位機的以太網UDP數據解包；can總線收發模塊通過can總線協議提取上位機數據包，將全局靜態配置數據發送FLASH讀寫模塊，普通數據發送用戶邏輯模塊；切換器判斷PCIE核傳輸的數據的類型，將動態配置文件傳遞給動態加載模塊，其他數據傳遞給DMA控制器；DMA控制器，對收到的數據組包和解包，判斷數據類型，將全局靜態配置數據傳遞發送給FLASH讀寫模塊，將其他數據發送到用戶邏輯模塊；動態加載模塊與切換器和千兆網收發模塊相連，提取收到的數據包中的動態配置文件，并控制ICAP，動態加載模塊通過控制ICAP將動態配置文件配置到動態區完成動態重構；FLASH讀寫模塊將全局靜態配置數據寫入FLASH。