一种基于双FPGA的计算控制模块及动态配置方法技术

一种基于双FPGA的计算控制模块及动态配置方法，基于双FPGA的计算控制模块包括PCB基板以及设置于PCB基板上的：连接器；核心控制单元，包括中央处理器以及与中央处理器连接的Nor Flash；中央处理器通过SGMII通讯口与连接器连接；第一数据处理单元，包括第一FPGA以及分别与第一FPGA连接的第一Flash、第一内存；第一FPGA分别与中央处理器、Nor Flash连接；第二数据处理单元，包括第二FPGA以及分别与第二FPGA连接的第二Flash、第二内存；第二FPGA分别与连接器、中央处理器、第一FPGA连接。本发明专利技术实施例可以实现对第一FPGA的远程动态更新，在将第一FPGA作为数据处理的主要单元时，可以极大的减少功能升级换代的时间，有效的节约了人力、物力和时间，适合进行产业化推广。适合进行产业化推广。适合进行产业化推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双FPGA的计算控制模块及动态配置方法


[0001]本专利技术属于电子信息
，具体涉及一种基于双FPGA的计算控制模块及动态配置方法。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，卫星在军工、民用、航天等领域都得到了极为广泛的应用，且成为了不可或缺的组成部分。而卫星中的运行控制系统以及与卫星运行相配套的各个平台则是整个卫星正常工作的基础。而这些平台中难以避免的需要使用到计算机控制模块。但是，目前采用的计算机控制模块在需要配置更新时，大多只能通过技术人员在本地进行停机更新，需要耗费较大的人力和较长的时间；同时，采用技术人员在本地进行停机更新，其局限性还大，一旦没有技术人员能够及时到达现场更新，则可能出现平台长时间瘫痪的问题，如果是重要平台出问题，则可能导致整个卫星的运行控制出现故障，造成极大的损失。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于双FPGA的计算控制模块，所述基于双FPGA的计算控制模块解决了需要技术人员本地更新以及更新耗费时间长的问题。本专利技术还提出了一种动态配置方法。
[0004]根据本专利技术第一方面实施例的基于双FPGA的计算控制模块，包括PCB基板以及设置于所述PCB基板上的：
[0005]连接器；
[0006]核心控制单元，包括中央处理器以及与所述中央处理器连接的Nor Flash；所述中央处理器通过SGMII通讯口与所述连接器连接，用于获取第一动态配置数据；所述Nor Flash用于存储所述第一动态配置数据；
[0007]第一数据处理单元，包括第一FPGA以及分别与所述第一FPGA连接的第一Flash、第一内存；所述第一FPGA分别与所述中央处理器、Nor Flash连接；所述第一Flash用于通过所述第一FPGA写入所述第一动态配置数据；
[0008]第二数据处理单元，包括第二FPGA以及分别与所述第二FPGA连接的第二Flash、第二内存；所述第二FPGA分别与所述连接器、中央处理器、第一FPGA连接，用于通过所述连接器获取第二动态配置数据；所述第二Flash用于通过所述第二FPGA写入所述第二动态配置数据。
[0009]根据本专利技术实施例的基于双FPGA的计算控制模块，至少具有如下技术效果：通过中央处理器获取到第一动态配置数据、以及通过第二FPGA获取第二动态配置数据后，可以写入Nor Flash、第一Flash、第二Flash中，实现对第一动态配置数据和第二动态配置数据的动态存储，进而可以在需要更新时，直接通过中央处理器控制第一FPGA和第二FPGA加载对应的动态配置数据进行更新即可，无需再通过技术人员再进行手动更新。同时，通过中央处理器可以随时获取第一动态配置数据并存入到Nor Flash中，此时第一FPGA和第二FPGA
组成的双FPGA数据处理结构仍然可以正常工作，只需要在第一FPGA加载第一动态配置数据的时候，让第一FPGA进行短暂的停止即可，此时第二FPGA仍然能够进行数据接收，不需要停止整个计算控制模块的工作，完成可以实现对第一FPGA的动态更新；再有，对于第二FPGA的更新虽然无法做到完全不停止整个计算控制模块的工作，但是通过中央处理器单元远程获取第二动态配置数据方式，仍然能够极大节省更新时需要花费的人力、物力、时间成本。本专利技术实施例的基于双FPGA的计算控制模块可以实现对第一FPGA的远程动态更新，在将第一FPGA作为数据处理的主要单元时，可以极大的减少功能升级换代的时间，有效的节约了人力、物力和时间，适合进行产业化推广。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，上述基于双FPGA的计算控制模块还包括网络通讯模块，所述网络通讯模块通过所述SGMII通讯口与所述连接器连接，通过所述RGMII接口与所述中央处理器连接。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述第一FPGA和第二FPGA通过LVDS总线连接；所述第二FPGA还与所述连接器上的SRIO通讯口连接。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述第二FPGA还连接有QSFP光纤模块。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，上述基于双FPGA的计算控制模块还包括与所述中央处理器连接的运行数据检测电路，所述运行数据检测电路用于采集电压数据、电流数据。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述运行数据检测电路包括：
[0015]电压采集电路，其具有多个输出端，用于采集所述电压数据；
[0016]电流采样电阻，用于与输入电源的输出端串联并采集电流数据；
[0017]安全管理处理器，分别与所述电压采集电路、电流采样电阻、中央处理器连接。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述运行数据检测电路还包括MOS管，所述MOS管的栅极与所述安全管理处理器连接，漏极与所述输入电源之间串联有所述电流采样电阻，源极用作输出端。
[0019]根据本专利技术第二方面实施例的动态配置方法，应用于上述的基于双FPGA的计算控制模块，包括以下步骤：
[0020]通过连接器的SGMII通讯口获取第一动态配置数据，并传输至中央处理器；
[0021]所述中央处理器将所述第一动态配置数据写入Nor Flash；
[0022]第一FPGA将所述Nor Flash中所述第一动态配置数据写入第一Flash；
[0023]通过所述连接器的PCIE通讯口获取所述第二动态配置数据，并传输至第二FPGA；
[0024]所述第二FPGA将所述第二动态配置数据写入第二Flash；
[0025]响应于第一动态配置指令，所述中央处理器控制所述第一FPGA从所述Nor Flash或所述第一Flash中获取所述第一动态配置数据进行配置；
[0026]响应于第二动态配置指令，所述中央处理器控制所述第二FPGA从所述第二Flash获取所述第二动态配置数据进行配置。
[0027]根据本专利技术实施例的动态配置方法，至少具有如下技术效果：通过中央处理器获取到第一动态配置数据、以及通过第二FPGA获取第二动态配置数据后，并写入到Nor Flash、第一Flash、第二Flash中，实现对第一动态配置数据和第二动态配置数据的动态存储，进而可以在需要更新时，直接通过中央处理器控制第一FPGA和第二FPGA加载对应的动态配置数据进行更新即可，无需再通过技术人员再进行手动更新。同时，通过中央处理器可
以随时获取第一动态配置数据并存入到Nor Flash中，此时第一FPGA和第二FPGA组成的双FPGA数据处理结构仍然可以正常工作，只需要在第一FPGA加载第一动态配置数据的时候，让第一FPGA进行短暂的停止即可，此时第二FPGA仍然能够进行数据接收，不需要停止整个计算控制模块的工作，完成可以实现对第一FPGA的动态更新；再有，对于第二FPGA的更新虽然无法做到完全不停止整个计算控制模块的工作，但是通过中央处理器单元远程获取第二动态配置数据方式，仍然能够极大节省更新时需要花费的人力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双FPGA的计算控制模块，其特征在于，包括PCB基板以及设置于所述PCB基板上的：连接器(100)；核心控制单元，包括中央处理器(210)以及与所述中央处理器(210)连接的Nor Flash(220)；所述中央处理器(210)通过SGMII通讯口与所述连接器(100)连接，用于获取第一动态配置数据；所述Nor Flash(220)用于存储所述第一动态配置数据；第一数据处理单元，包括第一FPGA(310)以及分别与所述第一FPGA(310)连接的第一Flash(320)、第一内存(330)；所述第一FPGA(310)分别与所述中央处理器(210)、Nor Flash(220)连接；所述第一Flash(320)用于通过所述第一FPGA(310)写入所述第一动态配置数据；第二数据处理单元，包括第二FPGA(410)以及分别与所述第二FPGA(410)连接的第二Flash(420)、第二内存(430)；所述第二FPGA(410)分别与所述连接器(100)、中央处理器(210)、第一FPGA(310)连接，用于通过所述连接器(100)获取第二动态配置数据；所述第二Flash(420)用于通过所述第二FPGA(410)写入所述第二动态配置数据。2.根据权利要求1所述的基于双FPGA的计算控制模块，其特征在于，还包括网络通讯模块(500)，所述网络通讯模块(500)通过所述SGMII通讯口与所述连接器(100)连接，通过所述RGMII接口与所述中央处理器(210)连接。3.根据权利要求1所述的基于双FPGA的计算控制模块，其特征在于，所述第一FPGA(310)和第二FPGA(410)通过LVDS总线连接；所述第二FPGA(410)还与所述连接器(100)上的SRIO通讯口连接。4.根据权利要求1所述的基于双FPGA的计算控制模块，其特征在于，所述第二FPGA(410)还连接有QSFP光纤模块(440)。5.根据权利要求1所述的基于双FPGA的计算控制模块，其特征在于，还包括与所述中央处理器(210)连接的运行数据检测电路(600)，所述运行数据检测电路(600)用于采集电压数据、电流数据。6.根据权利要求5所述的基于双FPGA的计算控制模块，其特征在于，所述运行数据检测电路(600)包括：电压采集电路(610)，其具有多个输...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹阳春，
申请(专利权)人：通达电磁能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：