[發(fā)明專利]基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110432063.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN113138779A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓健;李海軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科億海微電子科技（蘇州）有限公司
• 主分類號(hào): G06F8/61
• 分類號(hào): G06F8/61;G06F8/65;G06F15/78
• 代理公司: 北京市中聞律師事務(wù)所 11388
• 代理人: 馮夢(mèng)洪

1.基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置，其特征在于：其包括：

上位機(jī)和具有FPGA的板卡，上位機(jī)與板卡通過(guò)外部接口相連；

上位機(jī)包含：外部接口支持外部通信接口驅(qū)動(dòng)軟件、人機(jī)界面、和待更新的FPGA程序碼流文件；電路板上FPGA外掛Flash，作為Flash程序存儲(chǔ)單元，也是在線更新程序?qū)ο螅桓鞣N外部接口通過(guò)接口芯片或電平轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為FPGA接受的電平，連接至FPGA的管腳IO1和IO2上；未連接上位機(jī)的接口芯片對(duì)應(yīng)IO1、IO2為輸入態(tài)或高阻態(tài)；

FPGA包括：

協(xié)議判斷單元，其配置來(lái)檢測(cè)到FPGA接收到上位機(jī)數(shù)據(jù)后，判斷接口類型，正確判斷類型后，將接口類型和接收到的數(shù)據(jù)傳輸給多協(xié)議轉(zhuǎn)換單元；

多協(xié)議轉(zhuǎn)換單元，其配置來(lái)接收到協(xié)議判斷單元發(fā)送的協(xié)議類型和數(shù)據(jù)，調(diào)用相應(yīng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換IP核，將FPGA碼流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換Flash可接收的數(shù)據(jù)格式；

Flash接口單元，其配置來(lái)控制Flash接口管腳的方向和功能，將調(diào)整好格式的FPGA碼流數(shù)據(jù)按照Flash芯片指定的時(shí)序進(jìn)行燒寫固化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置，其特征在于：所述人機(jī)界面，配置為支持指令下發(fā)、數(shù)據(jù)傳輸和狀態(tài)顯示。

3.基于多功能接口的FPGA在線程序更新方法，其特征在于：其包括以下步驟：

(1)上位機(jī)與電路板通過(guò)外部接口成功連接后，收到在上位機(jī)人機(jī)界面上點(diǎn)擊連接的命令，上位機(jī)通過(guò)接口向電路板發(fā)送握手指令；

(2)電路板上對(duì)應(yīng)接口轉(zhuǎn)換芯片接收到數(shù)據(jù)后，將握手指令調(diào)整為FPGA可接收的電平，并傳輸至FPGA上IO1和IO2；

(3)FPGA通過(guò)協(xié)議判斷單元識(shí)別到IO1和IO2上有數(shù)據(jù)邊沿變化，則逐一切換各種接口的協(xié)議類型，進(jìn)行接口數(shù)據(jù)識(shí)別，直至確定為某接口協(xié)議，向上位機(jī)后反饋連接識(shí)別成功；

(4)上位機(jī)接收到反饋連接識(shí)別成功信息后，繼續(xù)發(fā)送FPGA碼流數(shù)據(jù)；

(5)協(xié)議判斷單元識(shí)別到某種接口協(xié)議后，將協(xié)議類型發(fā)送給多協(xié)議轉(zhuǎn)換單元，同時(shí)將后續(xù)接收到的數(shù)據(jù)透?jìng)鹘o多協(xié)議轉(zhuǎn)換單元；

(6)多協(xié)議轉(zhuǎn)換單元根據(jù)接收到的協(xié)議類型，F(xiàn)PGA碼流數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議解析；并判斷校驗(yàn)包來(lái)判斷數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性；

(7)多協(xié)議轉(zhuǎn)換單元接收并解析全部FPGA程序碼流數(shù)據(jù)，按照指定Flash的時(shí)序要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并發(fā)送給Flash接口單元；

(8)Flash接口單元控制FPGA與Flash接口管腳為輸出狀態(tài)，將碼流數(shù)據(jù)燒寫至Flash中；完成操作后，向協(xié)議判斷單元反饋燒寫成功/失敗信息；

(9)上位機(jī)接收到步驟(8)的反饋信息，在人機(jī)界面上顯示。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多功能接口的FPGA在線程序更新方法，其特征在于：所述步驟(1)中，上位機(jī)通過(guò)RS232接口向電路板發(fā)送握手指令，握手指令為RS232。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多功能接口的FPGA在線程序更新方法，其特征在于：所述步驟(3)中，首先將IO1和IO2切換為RS485接口，并接收握手指令，0.5s后如未接收到RS485信息，則切換為RS232接口類型，并嘗試接收RS232信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多功能接口的FPGA在線程序更新方法，其特征在于：所述步驟(4)中，碼流數(shù)據(jù)按協(xié)議響應(yīng)的格式傳輸，并在傳輸若干數(shù)據(jù)后，發(fā)送一包校驗(yàn)包。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于多功能接口的FPGA在線程序更新方法，其特征在于：所述步驟(6)中，如校驗(yàn)失敗，則反饋給上位機(jī)錯(cuò)誤；上位機(jī)重發(fā)此包數(shù)據(jù)。