[發明專利]基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置及方法

在審

• 申請號: 202110432063.4
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113138779A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 韓健;李海軍
• 申請（專利權）人: 中科億海微電子科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G06F8/61
• 分類號: G06F8/61;G06F8/65;G06F15/78
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 馮夢洪

基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置及方法，能夠解決上位機不支持特定在線更新接口或特定更新接口無法正常工作的問題。裝置包括：上位機和具有FPGA的板卡，上位機與板卡通過外部接口相連；上位機包含：外部接口支持外部通信接口驅動軟件、人機界面、和待更新的FPGA程序碼流文件；電路板上FPGA外掛Flash，作為Flash程序存儲單元，也是在線更新程序對象；各種外部接口通過接口芯片或電平轉換芯片轉換為FPGA接受的電平，連接至FPGA的管腳IO1和IO2上；未連接上位機的接口芯片對應IO1、IO2為輸入態或高阻態；FPGA包括：協議判斷單元、多協議轉換單元、Flash接口單元。

技術領域

本發明涉及FPGA芯片的技術領域，尤其涉及一種基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置，以及采用這種基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置的方法。

背景技術

在FPGA芯片應用領域，FPGA所在設備的程序在線更新是常用的重要功能和需求。在線更新無需專用下載器，可使用上位機直接通過串口等常用外部接口更新程序，簡化了燒寫流程，提高了效率。

但在FPGA程序在線更新時，通常需要指定FPGA更新接口的類型和通信協議。而如果在線更新程序的上位機不支持該硬件接口，則無法實現在線更新。同時如果該設備的更新接口出現硬件無法正常工作，則該設備無法進行FPGA在線程序更新。這些都降低了FPGA及其所在設備的可靠性和適應性。如果FPGA提供多個硬件接口，并支持每個接口的程序更新，則FPGA需要付出額外的管腳資源。

因此，如何使用支持多種功能接口的FPGA程序在線更新，是本領域技術人員目前亟需解決的技術問題。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供了一種基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置，其能夠解決上位機不支持特定在線更新接口或特定更新接口無法正常工作的問題。

本發明的技術方案是：這種基于多功能接口的FPGA在線程序更新裝置，其包括：上位機和具有FPGA的板卡，上位機與板卡通過外部接口相連；

上位機包含：外部接口支持外部通信接口驅動軟件、人機界面、和待更新的FPGA程序碼流文件；電路板上FPGA外掛Flash，作為Flash程序存儲單元，也是在線更新程序對象；各種外部接口通過接口芯片或電平轉換芯片轉換為FPGA接受的電平，連接至FPGA的管腳IO1和IO2上；未連接上位機的接口芯片對應IO1、IO2為輸入態或高阻態；

FPGA包括：

協議判斷單元，其配置來檢測到FPGA接收到上位機數據后，判斷接口類型，正確判斷類型后，將接口類型和接收到的數據傳輸給多協議轉換單元；

多協議轉換單元，其配置來接收到協議判斷單元發送的協議類型和數據，調用相應的協議轉換IP核，將FPGA碼流數據轉換Flash可接收的數據格式；

Flash接口單元，其配置來控制Flash接口管腳的方向和功能，將調整好格式的FPGA碼流數據按照Flash芯片指定的時序進行燒寫固化。

本發明通過協議判斷單元檢測到FPGA接收到上位機數據后，判斷接口類型，正確判斷類型后，將接口類型和接收到的數據傳輸給多協議轉換單元；多協議轉換單元接收到協議判斷單元發送的協議類型和數據，調用相應的協議轉換IP核，將FPGA碼流數據轉換Flash可接收的數據格式；Flash接口單元控制Flash接口管腳的方向和功能，將調整好格式的FPGA碼流數據按照Flash芯片指定的時序進行燒寫固化；因此能夠解決上位機不支持特定在線更新接口或特定更新接口無法正常工作的問題。

還提供了一種基于多功能接口的FPGA在線程序更新方法，其包括以下步驟：

(1)上位機與電路板通過外部接口成功連接后，收到在上位機人機界面上點擊連接的命令，上位機通過接口向電路板發送握手指令；