一种FPGA远程更新装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种FPGA远程更新装置，装置包含FPGA模块，所述FPGA模块内部设有通讯控制器、远程系统更新控制器、双配置控制器和NVM控制器；所述远程系统更新控制器分别通讯连接于通讯控制器、双配置控制器和所述NVM控制器；所述双配置控制器和NVM控制器均与用户NVM、第一配置NVM和第二配置NVM连接，所述用户NVM用于保存用户数据，所述第一配置NVM和第二配置NVM分别用于保存第一固件映像数据和第二固件映像数据；所述FPGA模块和所述通讯控制器通讯连接，所述通讯控制器和接口电路通讯连接，通讯控制器通过接口电路和上位机通讯连接。本实用新型专利技术采用双配置远程更新模式，更加安全可靠，即使现场更新过程中发生意外，仍可保证系统正常启动。保证系统正常启动。保证系统正常启动。

【技术实现步骤摘要】
一种FPGA远程更新装置


[0001]本技术涉及数据处理
，具体涉及一种FPGA远程更新装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着大数据、人工智能、5G、物联网等技术越来越热，FPGA得到越来越广泛的应用。可重编程性是FPGA的本质特性。一般FPGA使用SRAM单元保存配置数据，掉电后数据消失，所以配置数据需保存在外部非易失存储器中，每次上电后加载到SRAM单元中。常用的配置方案有：主动配置方案、被动配置方案和JTAG配置方案等。其中JTAG配置方案是本地的，适用于开发和出厂加载。当配置方案支持远程系统更新时，才能最大程度发挥其“现场可编程”特性。
[0003]CN201710034806.6公开了一种支持更新单一映像的FPGA远程更新装置，如图1所示，FPGA模块包括嵌入式处理器远程更新系统，远程更新系统包含通讯模块和远程更新模块。通讯模块接收上位机的命令和程序数据，并发送至远程更新模块，嵌入式处理器远程更新系统对接收命令进行解析，并将程序数据转换成适合配置FLASH的数据流和时钟流，进行配置FLASH数据的读写以及擦除。
[0004]CN201811245075.0公开了一种基于DSP+FPGA架构的程序远程更新系统及方法，如图2所示，包括：DSP、应用FPGA、管理FPGA和外置FLASH。管理FPGA用于在线配置应用FPGA和烧写应用FPGA的外置FLASH；DSP接收应用FPGA的更新数据并通过管理FPGA更新应用FPGA。
[0005]CN201310530155.1公开了一种使用CPU控制多路模拟开关实现FPGA远程更新的方法和装置，如图3所示，通过CPU控制多路模拟开关控制存储器的主控对象连接，实现CPU更新存储器数据的功能。
[0006]上述三个现有均使用了单配置模式，仅有一个配置数据存储区，如果配置过程中出现意外，原配置数据破坏，系统将无法正常启动。
[0007]除此外，现有技术CN201811245075.0需要使用DSP、应用FPGA和管理FPGA，CN201310530155.1需要使用CPU和多路模拟开关控制，结构都较为复杂而且成本较高。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本技术旨在提供一种FPGA远程更新装置。
[0009]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0010]一种FPGA远程更新装置，包含FPGA模块，所述FPGA模块内部设有通讯控制器、远程系统更新控制器、双配置控制器和NVM控制器；所述远程系统更新控制器分别通讯连接于通讯控制器、双配置控制器和所述NVM控制器；所述双配置控制器和NVM控制器均与用户NVM、第一配置NVM和第二配置NVM连接，所述用户NVM用于保存用户数据，所述第一配置NVM和第二配置NVM分别用于保存第一固件映像数据和第二固件映像数据；所述FPGA模块和所述通讯控制器通讯连接，所述通讯控制器和接口电路通讯连接，通讯控制器通过接口电路和上位机通讯连接。
[0011]进一步地，所述接口电路为以太网、串口、USB、PCIe接口中的任一种。
[0012]本技术的有益效果在于：
[0013]1、本技术采用双配置远程更新模式，更加安全可靠，即使现场更新过程中发生意外，仍可保证系统正常启动。
[0014]2、本技术在进行完现场更新后无需人为干预，无需进行管脚设置，固件可自动加载到最新版本。
[0015]3、本技术在进行远程更新时，上位机软件无需了解底层硬件细节，固件可自动选择需要更新的扇区。
[0016]4、本技术使用纯硬件逻辑实现，无需硬核或软核处理器，消耗资源小，容易与应用功能进行分割，易于移植。
附图说明
[0017]图1为第一种现有技术的系统结构示意图；
[0018]图2为第二种现有技术的系统结构示意图；
[0019]图3为第三种现有技术的系统结构示意图；
[0020]图4为本技术实施例1的装置结构示意图；
[0021]图5为本技术实施例2的上电加载流程示意图；
[0022]图6为本技术实施例2的远程更新流程示意图；
[0023]图7为本技术实施例3的装置结构示意图；
[0024]图8为本技术实施例4的装置结构示意图。
具体实施方式
[0025]以下将结合附图对本技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围并不限于本实施例。
[0026]实施例1
[0027]本实施例提供一种FPGA远程更新装置，如图4所示，包含FPGA模块1，所述FPGA模块1内部设有通讯控制器101、远程系统更新控制器102、双配置控制器103和NVM控制器104；所述远程系统更新控制器102分别通讯连接于通讯控制器101、双配置控制器103和所述NVM控制器104；所述双配置控制器103和NVM控制器104均与用户NVM401、第一配置NVM402和第二配置NVM403连接。
[0028]所述FPGA模块1通过所述通讯控制器101与上位机3通讯连接。FPGA模块1通过通讯控制器101实现与上位机3之间的命令和数据通讯。
[0029]更具体地，所述通讯控制器101和接口电路2通讯连接，通讯控制器101通过接口电路2和上位机3通讯连接。所述接口电路2可以是以太网、串口、USB、PCIe等接口中的任一种。
[0030]需要说明的是，所述远程系统更新控制器102用于实现远程更新中的上电加载流程控制和远程更新流程控制，设置有关键字Image_load。所述双配置控制器103用于协助远程系统更新控制器102完成远程更新中的上电加载流程。所述NVM控制器104用于协助远程系统更新控制器102完成远程更新中的远程更新流程，并负责对用户NVM401、第一配置
NVM402和第二配置NVM403的控制和读写访问。
[0031]所述用户NVM401用于保存用户数据，可以设置在所述FPGA模块1内部或者外部。所述用户NVM401设置有关键字Image_set。所述第一配置NVM402和第二配置NVM403分别用于保存第一固件映像数据和第二固件映像数据，可以设置在所述FPGA模块1内部或者外部。
[0032]实施例2
[0033]本实施例提供一种利用实施例1所述FPGA远程更新装置的方法，如图5所示，具体过程如下：
[0034]S1、上电加载：
[0035]S101、上电后，FPGA模块1采样CONFIG_SEL管脚电平或读取配置起始地址，确定固件映像数据；
[0036]S102、FPGA模块1加载相应固件映像数据：远程系统更新控制器102通过查询双配置控制器103确定Image_load的值；
[0037]S103、远程系统更新控制器102通过NVM控制器104读取用户NVM4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FPGA远程更新装置，其特征在于，包含FPGA模块，所述FPGA模块内部设有通讯控制器、远程系统更新控制器、双配置控制器和NVM控制器；所述远程系统更新控制器分别通讯连接于通讯控制器、双配置控制器和所述NVM控制器；所述双配置控制器和NVM控制器均与用户NVM、第一配置NVM和第二配置NVM连接，所述用户NVM用于保存用户数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佩斌，廖建新，汪凤华，
申请(专利权)人：公安部第一研究所，
类型：新型
国别省市：