一种存储多个FPGA文件的装置及加载方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种存储多个FPGA文件的装置及加载方法，其装置包括FPGA文件下载模块、通信单元、数据通路选择单元、FPGA文件存储单元、FPGA加载单元和FPGA单元。通信单元采用USB接口的控制器实现与FPGA文件下载模块的数据传输,负责把FPGA文件数据写入到FPGA文件存储单元；FPGA加载单元采用可编程CPLD实现FPGA文件的数据读取和FPGA单元配置；其方法包括在FPGA单元上电阶段，通过加载控制信号切换数据通路选择单元，把当前有效的FPGA文件数据加载到FPGA单元；其方法还包括FPGA文件下载模块可以下载新的FPGA文件，并发起重新配置FPGA单元的过程。这种装置及其方法充分利用FPGA的可配置特性，在一套装置上同时存储多个FPGA文件，实现多个FPGA文件的硬件功能，节约了硬件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种存储多个FPGA文件的装置及加载方法
本专利技术涉及芯片仿真器
，具体涉及一种存储多个FPGA文件的装置及加载方法。
技术介绍
在芯片仿真器领域，采用FPGA(FieldProgrammableGateArray)仿真芯片功能的仿真器比较普遍。这类芯片仿真器的优点：在芯片TAPEOUT之前，可以进行软硬件协同设计和验证，也可以进行芯片应用开发和调试，为芯片产品提前上市赢得时间；这类芯片仿真器采用FPGA架构，易于实现芯片功能升级。若芯片产品增加新需求或发现设计缺陷等问题，可以通过更新RTL代码，经过FPGA综合和实现，把生成的bit文件重新配置到FPGA中，就能实现芯片产品的功能更新。FPGA文件(FPGA实现后生成的bit文件)配置过程，基本的方法是：加载设备通过JTAG(JointTestActionGroup)通路与FPGA器件连接，由配置软件将FPGA文件数据通过FPGA器件的控制逻辑写入FPGA的RAM，或专用存储器PROM。使用JTAG接口进行FPGA配置，需要专用接口器件和专用配置软件，一般用户使用起来不方便。目前许多芯片仿真器采用即插即用的USB接口，把FPGA文件存储到片外Flash存储器中。芯片仿真器上电后，FPGA控制逻辑自动从片外Flash存储器中读取FPGA数据，完成FPGA配置过程，实现芯片功能仿真。在这类USB接口的芯片仿真器中，每台仿真器存储一个FPGA文件，只能实现一个芯片产品的功能仿真。用户使用这类芯片仿真器，开发芯片产品越多，就需要芯片厂商提供更多的芯片仿真器，用户使用的芯片仿真器数量就越来越多。若在一台芯片仿真器上能存储多个FPGA文件，并实现多个芯片产品的功能仿真，就可以减少芯片仿真器使用数量，大大节约硬件成本。针对上述问题，本专利技术提出一种存储多个FPGA文件的装置及加载方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过如下技术方案，实现一种存储多个FPGA文件的装置及加载方法：本专利技术的装置，主要包括FPGA文件下载模块和电路板，其中电路板包括通信单元、数据通路选择单元、FPGA文件存储单元、FPGA加载单元、FPGA单元和电源单元。通信单元采用USB接口的MCU控制器，与数据通路选择单元相连，负责把FPGA文件下载模块的数据写入到FPGA文件存储单元。FPGA加载单元采用可编程CPLD实现，与数据通路选择单元相连，负责从FPGA文件存储单元读取FPGA文件数据，并把FPGA文件数据写入到FPGA单元，完成整个FPGA单元的配置过程。FPGA文件存储单元被定义为专用FPGA文件存储结构，存放多个FPGA文件和有效的FPGA文件信息；FPGA文件存储单元的数据写入和数据读出分时进行，在数据通路选择单元和加载控制信号的控制下，FPGA单元配置过程优先于FPGA文件的下载过程，且FPGA文件下载过程和FPGA单元配置过程分别用指示灯进行状态指示。其加载方法包括如下步骤：1)开发板在电源单元控制下上电，FPGA单元进入FPGA配置状态；或是开发板上电工作后，FPGA文件下载模块发送FPGA配置命令，FPGA单元进入FPGA配置状态；2)FPGA加载单元通过加载控制信号和数据通路选择单元，从FPGA文件存储单元读取当前配置信息区数据，并获取有效FPGA文件序号；3)FPGA加载单元依据有效FPGA文件序号，从FPGA文件存储单元的文件管理信息区，获取有效FPGA文件的存储地址及FPGA文件长度数据；4)FPGA加载单元从有效FPGA文件的存储地址读取FPGA文件的数据；5)FPGA加载单元通过FPGA单元的配置通道把读取的数据写入FPGA单元；6)FPGA加载单元修改FPGA文件的数据存储地址，重复步骤4和步骤5，直到FPGA加载过程完成；7)FPGA单元加载过程完成后，指示灯指示FPGA配置过程结束。附图说明附图1是本专利技术的装置结构示意图；附图2是本专利技术FPGA文件存储结构示意图；附图3是本专利技术FPGA文件下载流程图。具体实施方式：如附图1所示，一种存储多个FPGA文件的装置，主要包括FPGA文件下载模块、通信单元、数据通路选择单元、FPGA文件存储单元、FPGA加载单元、FPGA单元和电源单元。通信单元与数据通路选择单元和FPGA文件下载模块相连，负责把FPGA文件下载模块的数据写入到FPGA文件存储单元。在FPGA文件数据下载传输过程中，通信单元输出下载控制信号为高电平，表示正在进行FPGA文件下载过程。FPGA文件下载结束后，通信单元输出下载控制信号为低电平，表示装置没有进行FPGA文件下载。FPGA加载单元与数据通路选择单元和FPGA单元相连，负责从FPGA文件存储单元读取FPGA文件数据，并把FPGA文件数据写入到FPGA单元。在FPGA数据加载过程中，FPGA加载单元输出加载控制信号为高电平，表示FPGA单元正在进行配置过程。FPGA数据配置完成后，FPGA加载单元输出加载控制信号为低电平，表示FPGA单元未在进行数据配置。FPGA文件存储单元使用非易失性存储器，保证存储在装置中的FPGA文件数据掉电不丢失。如附图2所示，FPGA文件存储结构示意图，整个存储区被划分FPGA文件管理区和多个FPGA文件数据区。其中存储FPGA文件数量的多少，与FPGA型号和非易失性存储器容量相关。在本存储结构中，定义长度相同的FPGA文件数据块(对于装置中的FPGA单元是固定FPGA型号，FPGA文件大小长度是一致的)，FPGA文件1、FPGA文件2、FPGA文件3等按相同长度块划分；FPGA文件管理信息区包括FPGA文件序号、文件名、存储起始地址、文件长度和校验字等；当前配置信息区包括有效FPGA文件序号、校验字等信息。FPGA加载单元从FPGA文件管理区读取数据内容，要进行数据有效性校验。若校验数据正确，则启动FPGA配置过程，并完成配置过程；若校验数据错误，则停止FPGA配置过程。FPGA配置过程完成与否，通过指示灯指示。如附图3所示，FPGA文件下载流程示意图，通过此流程可以获取FPGA文件信息内容，下载新的FPGA文件，重新配置有效的FPGA文件。具体步骤如下：步骤1，连接FPGA文件下载模块与电路板，确保接口连接正确；步骤2，FPGA文件下载模块读取FPGA存储单元中的所有文件信息并显示，同时显示当前配置有效的FPGA文件；步骤3，若要下载新的FPGA文件到FPGA文件存储单元，需要通过FPGA文件下载模块选择FPGA文件及FPGA文件位置序号，进入步骤4；若不下载FPGA文件，则进入步骤5；步骤4，下载FPGA文件及位置序号到指定FPGA文件存储单元；步骤5，若要重新激活有效的FPGA文件，进入步骤6；若不要重新激活有效的FPGA文件，则进入步骤7；步骤6，FPGA文件下载模块发送FPGA文件激活命令，通信单元重新进行有效FPGA文件标记，FPGA单元重新进行FPGA配置过程；步骤7，下载过程结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储多个FPGA文件的装置，包括FPGA文件下载模块和电路板，电路板包括通信单元、数据通路选择单元、FPGA文件存储单元、FPGA加载单元、FPGA单元和电源单元，其特征在于通信单元采用USB接口的MCU控制器，与数据通路选择单元相连，负责把FPGA文件下载模块的数据写入到FPGA文件存储单元；FPGA加载单元采用可编程CPLD实现，与数据通路选择单元相连，负责从FPGA文件存储单元读取FPGA文件数据，并把FPGA文件数据写入到FPGA单元，完成整个FPGA单元的配置过程。

【技术特征摘要】
1.一种存储多个FPGA文件的装置，包括FPGA文件下载模块和电路板，电路板包括通信单元、数据通路选择单元、FPGA文件存储单元、FPGA加载单元、FPGA单元和电源单元，其特征在于通信单元采用USB接口的MCU控制器，与数据通路选择单元相连，负责把FPGA文件下载模块的数据写入到FPGA文件存储单元；FPGA加载单元采用可编程CPLD实现，与数据通路选择单元相连，负责从FPGA文件存储单元读取FPGA文件数据，并把FPGA文件数据写入到FPGA单元，完成整个FPGA单元的配置过程。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于,所述FPGA文件存储单元被定义为专用FPGA文件存储结构，存放多个FPGA文件和有效的FPGA文件信息；FPGA文件存储单元的数据写入和数据读出分时进行，在数据通路选择单元和加载控制信号的控制下，FPGA单元配置过程优先于FPGA文件的下载过程，且FPGA文件下载过程和FPGA单元配置过程分别用指示灯进行状态指示。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵满怀，张洪波，刘瑾，
申请(专利权)人：北京中电华大电子设计有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11