[發(fā)明專利]一種基于FPGA的遠(yuǎn)程固件升級(jí)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111147381.2
• 申請(qǐng)日: 2021-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN113867771A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周天;黃杰;杜偉東;陳寶偉;胡永翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué);上海聲之揚(yáng)科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F8/654
• 分類號(hào): G06F8/654
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 鄧永紅

1.一種基于FPGA的遠(yuǎn)程固件升級(jí)方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟一：PC端上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)口向設(shè)備內(nèi)部FPGA芯片的Nios系統(tǒng)發(fā)送固件文件；

步驟二：Nios系統(tǒng)將接收到的固件臨時(shí)存儲(chǔ)到RAM中；

步驟三：Nios將RAM中的固件文件分段讀出打包傳輸?shù)紽lash控制器；

步驟四：Flash控制器接收到打包的固件文件，并確認(rèn)正確性，確認(rèn)正確后再燒寫到Flash芯片中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的遠(yuǎn)程固件升級(jí)方法，其特征在于，步驟三具體步驟包括：

SIII1：發(fā)送Flash燒寫狀態(tài)機(jī)復(fù)位命令rest_str使FPGA燒寫狀態(tài)機(jī)就位；

SIII2：發(fā)送Flash芯片整片擦除命令erase_str，并等待接收Flash擦除完成命令；

SIII3：判斷等待接收命令時(shí)間是否超時(shí)；若超時(shí)則執(zhí)行步驟SIII1，若沒超時(shí)則判斷是否為Flash擦除完成命令；若為Flash擦除完成命令則執(zhí)行下一步，若不是則執(zhí)行步驟SIII1；

SIII4：根據(jù)接收到的總字節(jié)數(shù)A，及一幀要傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)B，得到即將要傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)幀數(shù)M＝A/B；

SIII5：判斷即將打包的數(shù)據(jù)幀編號(hào)i是否大于總數(shù)據(jù)幀M，i取值從1到M；若大于M，則執(zhí)行步驟SIII8；否則，執(zhí)行下一步；

SIII6：打包并發(fā)起第i幀數(shù)據(jù)傳輸；

SIII7：等待回復(fù)，收到正確回復(fù)，則i＝i+1；錯(cuò)誤回復(fù)，則i＝i；或者超過(guò)1秒鐘無(wú)回復(fù)，則i＝i；執(zhí)行步驟SIII5；

SIII8：發(fā)送燒寫結(jié)束命令；

SIII9：等待回復(fù)，判斷回復(fù)是否正確；若正確，則結(jié)束；否則，則執(zhí)行步驟SIII8。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于FPGA的遠(yuǎn)程固件升級(jí)方法，其特征在于，SIII6中打包的數(shù)據(jù)格式為：幀頭+要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)+幀編號(hào)+待傳輸數(shù)據(jù)+校驗(yàn)和；

幀頭為1個(gè)字節(jié)，為固定值0xFA；

要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，為1個(gè)字節(jié)，值為N；

幀編號(hào)，為2個(gè)字節(jié)，值為i；

待傳輸數(shù)據(jù)，為N個(gè)字節(jié)，第i段固件文件數(shù)據(jù)；

校驗(yàn)和，為1個(gè)字節(jié)，值為前面所有字節(jié)求和后取256的余數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FPGA的遠(yuǎn)程固件升級(jí)方法，其特征在于，步驟四的具體步驟包括：

SIV1：等待接收Flash芯片整片擦除命令；

SIV2：判斷是否接收到Flash芯片整片擦除命令；若是則執(zhí)行下一步，否則執(zhí)行步驟SIV1；

SIV3：執(zhí)行整片F(xiàn)lash芯片擦除命令；

SIV4：判斷Flash芯片是否擦除完成；若完成，則執(zhí)行下一步，否則執(zhí)行SIV3；

SIV5：讀取一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，并判斷是否有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生；若沒有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生，則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行步驟SIV1；

SIV6：判斷是否為幀頭head；若是，則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行步驟SIV15；

SIV7：緊接著讀取一個(gè)字節(jié)做為當(dāng)前即將傳輸數(shù)據(jù)幀總長(zhǎng)度N，并判斷是否有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生；若沒有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生，則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行步驟SIV1；

SIV8：緊接著讀取2個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)組成一個(gè)16位的無(wú)符號(hào)整數(shù)做為當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的片段在全部數(shù)據(jù)中的偏移量i，然后計(jì)算即將寫入Flash存儲(chǔ)器指定區(qū)域的首地址addr＝N*I，并判斷是否有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生；若沒有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生，則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行步驟SIV1；

SIV9：緊接著讀取N個(gè)字節(jié)寫入到Flash控制器中，同時(shí)向Flash控制器輸入存儲(chǔ)的首地址addr，并判斷是否有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生，并判斷是否有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生；若沒有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生，則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行步驟SIV1；

SIV10：緊接著讀取1個(gè)字節(jié)為前面讀取的所有字節(jié)的校驗(yàn)和，并和本地自己求的校驗(yàn)和比較，并判斷是否有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生；若沒有復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生，則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行步驟SIV1；

SIV11：判斷校驗(yàn)和是否一致；若一致則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行步驟SIV14；

SIV12：使能Flash控制器中的燒寫使能信號(hào)，執(zhí)行燒寫程序；

SIV13：等待燒寫完成，并回復(fù)right，表示正常接收到數(shù)據(jù)，可以接收下一幀數(shù)據(jù)；然后執(zhí)行步驟SIV5；

SIV14：回復(fù)error，表示接收數(shù)據(jù)異常，請(qǐng)重新傳輸當(dāng)前的數(shù)據(jù)幀；

SIV15：判斷是否為燒寫結(jié)束命令over；若是則執(zhí)行下一步；否則執(zhí)行步驟SIV5；

SIV16：回復(fù)收到燒寫結(jié)束命令get_over；結(jié)束燒寫過(guò)程。