[發明專利]面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置裝置及方法有效
| 申請號： | 202110027843.0 | 申請日： | 2021-01-11 |
| 公開（公告）號： | CN112347035B | 公開（公告）日： | 2021-06-25 |
| 發明（設計）人： | 羅遠哲;劉瑞景;劉潔;何宗林;王軍亮;劉佳佳;申慈恩;徐盼云;孟小鈺 | 申請（專利權）人： | 北京中超偉業信息安全技術股份有限公司;山東萬里紅信息技術有限公司 |
| 主分類號： | G06F15/78 | 分類號： | G06F15/78;H04W4/70 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務所 11569 | 代理人： | 王愛濤 |
| 地址： | 102200 北京市昌平*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 面向 遠程 fpga 設備 動態 部分 可重構 配置 裝置 方法 | ||
1.一種面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置裝置，其特征在于，包括：遠程管理平臺和FPGA可重構系統平臺；所述遠程管理平臺以及所述FPGA可重構系統平臺通過5G局域網絡進行通信；
所述FPGA可重構系統平臺包括：FPGA內部的靜態邏輯區與FPGA內部的動態邏輯區以及外部RAM/ROM存儲單元；
所述FPGA內部的靜態邏輯區分別與所述遠程管理平臺、所述外部RAM/ROM存儲單元以及所述FPGA內部的動態邏輯區連接；所述FPGA內部的靜態邏輯區用于從所述遠程管理平臺拉取部分可重構文件信息表格，并解析處理；所述FPGA內部的靜態邏輯區還用于根據觸發條件拉取各個部分可重構bit文件，完成向所述FPGA內部的動態邏輯區寫入的操作并校驗；
所述FPGA內部的動態邏輯區用于通過已劃分好的可重配置單元區域塊，承接所述FPGA內部的靜態邏輯區寫入的部分可重構bit文件，并向所述FPGA內部的靜態邏輯區及時反饋狀態信息；
對FPGA內部的靜態邏輯區進行初始化，并開啟遠端TFTP服務器；
獲取所述遠端TFTP服務器的部分重構的觸發條件；
根據所述觸發條件，命令所述FPGA內部的靜態邏輯區拉取所述TFTP服務器的標識部分可重構信息csv表格，并交由FPGA內部的靜態邏輯區內的CPU進行解析；
所述TFTP服務器發送部分重構啟動指令；
根據所述部分重構啟動指令，命令所述FPGA內部的靜態邏輯區內的動態時鐘組件提高所述FPGA內部的靜態邏輯區的工作頻率；
所述FPGA內部的靜態邏輯區分塊拉取所述TFTP服務器的部分可重構的bit文件，并將所述TFTP服務器的部分可重構的bit文件進行存儲；
所述CPU對所述TFTP服務器的部分可重構的bit文件進行加載，并將所述TFTP服務器的部分可重構的bit文件寫入FPGA內部的動態邏輯區；
對寫入后的FPGA內部的動態邏輯區進行校驗；
檢驗完成后，命令所述動態時鐘組件降低所述FPGA內部的靜態邏輯區的工作頻率，并等待下一次的部分重構的觸發條件。
2.根據權利要求1所述的面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置裝置，其特征在于，所述FPGA內部的靜態邏輯區包括：CPU、片上RAM、互聯組件、動態時鐘組件、調試組件、可重構管理單元、外部ROM/RAM接口以及網絡組件；
所述互聯組件分別與所述CPU、所述調試組件、所述網絡組件以及所述外部ROM/RAM存儲器接口互相連接；
所述CPU與所述片上RAM互相連接；
所述動態時鐘組件用于向所述FPGA內部的靜態邏輯區以及所述FPGA內部的動態邏輯區提供設定頻率的時鐘信號；
所述可重構管理單元用于進行所述FPGA內部的動態邏輯區的讀寫以及狀態檢查。
3.根據權利要求2所述的一種面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置裝置，其特征在于，所述網絡組件包括：在硬件層構建的千兆/百兆以太網邏輯接口以及在軟件層構建的TFTP/UDP/IP網絡協議棧。
4.根據權利要求1所述的一種面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置裝置，其特征在于，所述FPGA內部的動態邏輯區包括：多個可重配置單元。
5.根據權利要求1所述的一種面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置裝置，其特征在于，所述遠程管理平臺包括：TFTP服務器端軟件協議棧、部分可重構文件信息表以及部分可重構bit文件；所述部分可重構文件信息表用于記錄所述遠程管理平臺存儲的各個所述部分可重構bit文件的文件名、文件大小以及ID號碼。
6.根據權利要求1所述的一種面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置裝置，其特征在于，所述外部RAM/ROM存儲單元包括片外的DDR4/3 RAM部件和Nor/Nand Flash ROM部件。
7.一種面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置方法，應用于權利要求1-6任意一項所述的一種面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置裝置，其特征在于，所述的一種面向遠程FPGA設備的動態部分可重構配置方法包括：
對FPGA內部的靜態邏輯區進行初始化，并開啟遠端TFTP服務器；
獲取所述遠端TFTP服務器的部分重構的觸發條件；
根據所述觸發條件，命令所述FPGA內部的靜態邏輯區拉取所述TFTP服務器的標識部分可重構信息csv表格，并交由FPGA內部的靜態邏輯區內的CPU進行解析；
所述TFTP服務器發送部分重構啟動指令；
根據所述部分重構啟動指令，命令所述FPGA內部的靜態邏輯區內的動態時鐘組件提高所述FPGA內部的靜態邏輯區的工作頻率；
所述FPGA內部的靜態邏輯區分塊拉取所述TFTP服務器的部分可重構的bit文件，并將所述TFTP服務器的部分可重構的bit文件進行存儲；
所述CPU對所述TFTP服務器的部分可重構的bit文件進行加載，并將所述TFTP服務器的部分可重構的bit文件寫入FPGA內部的動態邏輯區；
對寫入后的FPGA內部的動態邏輯區進行校驗；
檢驗完成后，命令所述動態時鐘組件降低所述FPGA內部的靜態邏輯區的工作頻率，并等待下一次的部分重構的觸發條件。
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