[發明專利]一種基于FPGA的芯片內部寄存器高可靠配置方法

有效

• 申請號: 202110213827.0
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN112835648B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王華;張輝;劉慶;王華偉;曹劍中
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;G06F9/30
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 鄭麗紅

本發明提供一種基于FPGA的芯片內部寄存器高可靠配置方法，解決由于電磁干擾或者空間單粒子造成初始化配置過程隨機被干擾從而偏離實際期望值，造成電子設備啟動失敗或部分功能異常的問題。該方法包括：步驟一、初始化寄存器列表信息；步驟二、啟動寄存器配置過程；步驟三、寄存器配置過程；3.1)數據獲取；3.2)寄存器寫操作；3.3)寄存器讀操作；3.4)數據判定；3.5)寄存器配置計數器更新。本發明方法以FPGA為核心處理器，在上電初始化配置過程中對外圍芯片所有可讀寫寄存器進行寫讀詢查，對只讀寄存器進行狀態詢查以解決集成電路在復雜的電磁環境中初始化配置時可能存在的異常配置的風險。

技術領域

本發明屬于嵌入式系統開發技術領域，具體涉及一種基于FPGA的外圍電路芯片內部寄存器高可靠配置方法。

背景技術

隨著半導體集成電路技術的發展，現有電子設備大多采用核心處理器(CPU、FPGA、DSP、GPU等)配合各種功能的外圍集成電路(IC)集合而成，單個的集成電路由于功能較為強大，為了適應不同客戶、不同功能的需求，IC設計者通常在IC內部設置多個寄存器(多者甚至達到成千上萬個寄存器)對IC的功能或者參數進行設定，根據不同的需要對不同的寄存器進行配置，此過程稱之為初始化配置。但是，在復雜的電磁環境或強輻射的空間環境中，由于電磁干擾或者空間單粒子造成該初始化配置過程隨機地被干擾從而偏離實際期望值，即某些需要更改默認值的寄存器被寫入了錯誤的值，或者某些無需更改的寄存器默認值被篡改，造成電子設備啟動失敗或部分功能異常。

發明內容

本發明的目的是解決由于電磁干擾或者空間單粒子造成初始化配置過程隨機被干擾從而偏離實際期望值，造成電子設備啟動失敗或部分功能異常的問題，提供一種基于FPGA的芯片內部寄存器高可靠配置方法。本發明方法以FPGA為核心處理器，在上電初始化配置過程中對外圍芯片所有可讀寫寄存器進行寫讀詢查，對只讀寄存器進行狀態詢查以解決集成電路在復雜的電磁環境中初始化配置時可能存在的異常配置的風險。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于FPGA的芯片內部寄存器高可靠配置方法，包括以下步驟：

步驟一、初始化寄存器列表信息；

對寄存器列表信息進行初始化，所述寄存器列表信息包括可讀寫寄存器信息和只讀寄存器信息，所述可讀寫寄存器信息包括寄存器地址、初始化配置值和讀寫標志信息，所述只讀寄存器信息包括寄存器地址和只讀標志信息；

步驟二、啟動寄存器配置過程；

在開始配置信號和/或重配置信號有效時，FPGA內部狀態機跳出等待配置狀態進入下一步驟；

步驟三、寄存器配置過程；

3.1)數據獲取；

根據配置寄存器計數器，從初始化寄存器列表信息獲取當前需要寫讀或者只讀寄存器的地址、寄存器值和讀寫標志，根據讀寫標志狀態機進入不同的狀態，若讀寫標志為既寫又讀，則執行步驟3.2)；若讀寫標志為只讀，則執行步驟3.3)；

3.2)寄存器寫操作；

FPGA依據外圍芯片的配置接口寫時序要求產生相應的波形，寫操作完成后，執行步驟3.3)；

3.3)寄存器讀操作；

FPGA依據外圍芯片的配置接口讀時序要求產生相應的波形，并接收外圍芯片送出的當前地址寄存器數據，按照輸出時序進行整理和/或轉換，讀操作完成后，執行步驟3.4)；

3.4)數據判定；