[發明專利]一種基于SPI的FPGA遠程升級方法

有效

• 申請號: 202010238432.1
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111414182B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 鄭自菲;張強;孔永強;孫夢賽
• 申請（專利權）人: 鄭州智驅科技有限公司
• 主分類號: G06F8/65
• 分類號: G06F8/65;G06F13/42
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 李想

1.一種基于SPI的FPGA遠程升級方法，包括MCU模塊和FPGA模塊，其特征在于，還包括上位機，所述上位機與MCU模塊連接，所述FPGA模塊內部集成SPI存儲模塊，MCU模塊與SPI存儲模塊連接，SPI存儲模塊與FPGA模塊連接，所述FPGA模塊內部包括CFM配置內存區和UFM用戶內存區；所述FPGA模塊升級程序時，SPI存儲模塊切換到升級模式，SPI存儲模塊通過FPGA模塊內部Avalon接口對CFM配置內存區進行讀寫擦除操作，最終將需要升級的程序寫入到CFM配置內存區中；

所述基于SPI的FPGA遠程升級方法，包括以下步驟：

步驟一：SPI存儲模塊處于工作模式，當SPI存儲模塊接收到MCU模塊發送的升級指令后，從工作模式切換到升級模式；

步驟二：SPI存儲模塊切換到升級模式后，SPI存儲模塊接收來自MCU模塊的各種指令；

步驟三：SPI存儲模塊通過Avalon接口擦除CFM配置內存區中的舊數據；

步驟四：SPI存儲模塊通過Avalon接口將需要升級的新數據寫入到CFM配置內存區中；

步驟五：SPI存儲模塊再將剛寫入CFM配置內存區中的新數據讀出發送給MCU模塊進行校驗，校驗正確后，執行步驟六，校驗失敗后，重新執行步驟三；

步驟六：依次執行步驟四和步驟五，直到需要升級的程序全部寫入到CFM配置內存區中；

步驟七：啟動重配置完成升級；

所述SPI存儲模塊通過Avalon接口對CFM配置內存區進行讀寫包括以下操作過程：

1）寫入控制字：通過avmm_csr_write、avmm_csr_writedata、avmm_csr_addr，同時結合收到的MCU模塊的指令用于寫入控制，設置CFM配置內存區是否允許擦除和寫入，此時address=1；

2）讀狀態：通過avmm_csr_read、avmm_csr_writedata、avmm_csr_addr，同時結合收到的MCU模塊的指令用于讀取擦除和讀寫狀態，進而判斷CFM配置內存區是否擦除或者讀寫完成，此時address=0；

3）寫數據：通過avmm_data_write、avmm_data_writedata、avmm_data_waitrequest、avmm_data_bustcount、avmm_data_addr，同時結合收到的MCU模塊的指令用于向CFM配置內存區寫入數據，此處bustcount設為1；waitrequest下降沿到來時寫入下一個數據，同時地址加1；達到指定長度后，寫請求write信號置0，寫數據過程結束；

4）讀數據：通過avmm_data_read、avmm_data_readdata、avmm_data_readdatavalid、avmm_data_addr、avmm_data_bustcount、avmm_data_waitrequest用于從CFM配置內存區讀出數據，此處bustcount設為1；waitrequest下降沿到來時地址加1；數據準備好即readdatavalid上升沿到來時讀取數據；讀取數據個數達到指定長度后，讀請求read信號置0，讀數據過程結束。

2.根據權利要求1所述的基于SPI的FPGA遠程升級方法，其特征在于，所述Avalon接口中avmm_csr類接口為UFM用戶內存區控制讀寫用，avmm_date類接口為數據讀寫用。

3.根據權利要求1所述的基于SPI的FPGA遠程升級方法，其特征在于，所述需要升級的程序以.rpd二進制文件格式寫入到CFM配置內存區中。

4.根據權利要求1所述的基于SPI的FPGA遠程升級方法，其特征在于，所述MCU模塊與SPI儲存模塊通過SPI總線進行每單元16bit的數據傳輸，SPI存儲模塊與CFM配置內存區通過Avalon接口進行每單元32bit的數據傳輸。

5.根據權利要求1所述的基于SPI的FPGA遠程升級方法，其特征在于，所述上位機通過CAN總線與MCU模塊連接，MCU模塊通過SPI總線與SPI存儲模塊連接。