本发明专利技术提供了一种SRAM型FPGA固件远程更新方法和装置，包括：根据程序bit流文件数量和大小，将FPGA外部的存储芯片存储空间分为Golden镜像区和多个Multiboot镜像区；在跳转程序中设置执行跳转的模块，以及在Golden镜像区设置擦除保护；确定各镜像程序完整的加载时间，并在Golden镜像区和Multiboot镜像区的xdc文件中设置相应的看门狗回退时间；生成包含至少两个镜像区的烧录文件，并按指定地址烧录在FLASH中；执行远程更新和多重加载操作。从而简化了印制板设计；每个程序都可实现其他程序的切换与更新，应用更加灵活；通过看门狗的回退机制，提高了远程更新的可靠性。提高了远程更新的可靠性。提高了远程更新的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
SRAM型FPGA固件远程更新方法和装置
[0001]本专利技术涉及嵌入式系统
，具体地，涉及一种SRAM型FPGA固件远程更新方法和装置。
技术介绍
[0002]近年来，随着我国航天技术的快速发展，各类卫星的星上处理系统功能趋于复杂多样和智能化，其系统中以静态随机存取存储器(Static Random
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Access Memory，SRAM)型现场可编程门阵列(Field
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Programmable Gate Array，FPGA)为代表的可编程逻辑器件具有低功耗、可定制化程度高的特点得到了广泛的应用。然而SRAM型FPGA易受各类太空辐射粒子导致的单粒子翻转故障影响，其配置的固件在卫星在轨飞行阶段也有着较高的远程更新需求，研究一种适合与卫星系统的安全可靠、灵活快速的SRAM型FPGA固件远程更新方法是解决上述问题的关键。
[0003]现有的星上SRAM型FPGA固件远程更新方法往往是利用抗单粒子的反熔丝FPGA芯片作为主控芯片对目标SRAM型FPGA芯片进行控制，且常配备多片FLASH(闪存)进行三模冗余处理，虽然能保证安全可靠的远程更新，但为了保证灵活配备多个的程序则需使用较多芯片，占用了较多印制板尺寸，不利于星上处理产品的小型化发展。
[0004]Xilinx FPGA有推荐Multiboot方案实现FPGA的在线重构，即在允许在不掉电重启的情况下可选择性地从FLASH中加载不同配置文件，从而通过SRAM型FPGA独立控制FLASH实现多重加载和远程更新。现有的非星载的基于Multiboot的FPGA远程更新方法，往往是固定的双镜像系统，虽然可以利用看门狗回退等机制实现安全可靠的远程更新，但使用场景较为固定，不适用于需要在同一片处理芯片上实现多个程序灵活切换的情况。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种SRAM型FPGA固件远程更新方法和装置。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种SRAM型FPGA固件远程更新方法，包括：
[0007]步骤1：根据程序bit流文件数量和大小，将FPGA外部的存储芯片存储空间分为Golden镜像区和多个Multiboot镜像区；
[0008]步骤2：在跳转程序中设置执行跳转的模块，以及在Golden镜像区设置擦除保护；
[0009]步骤3：确定各镜像程序完整的加载时间，并在Golden镜像区和Multiboot镜像区的xdc文件中设置相应的看门狗回退时间；
[0010]步骤4：生成包含至少两个镜像区的烧录文件，并按指定地址烧录在FLASH中；
[0011]步骤5：执行远程更新和多重加载操作。
[0012]可选地，所述Golden镜像区位于0地址，作为固件中的基础程序，不执行更新；Multiboot镜像区位于高位地址，作为远程更新程序存储的区域。
[0013]可选地，所述步骤2包括：
[0014]在需要跳转的程序中设置由指令控制的ICAPE2模块，以使得在指令到来时，向重配置模块发送IPROG命令的比特流来执行程序跳转操作；
[0015]在需要控制更新的程序中添加上注管理程序内容，并设置Golden镜像区擦除保护。
[0016]可选地，SRAM型FPGA采用Xilinx公司的xc7k410tffg900，FLASH芯片采用Micron公司的mt25ql256。
[0017]可选地，所述步骤5包括：
[0018]步骤5.1：上电后自动加载Golden镜像区程序，通过发送跳转指令使ICAPE2模块发送IPROG命令进行相应地址程序的跳转；
[0019]若因CRC校验失败或加载时间超出看门狗设置时间，则回退至Golden镜像区程序；
[0020]步骤5.2：若要执行擦除操作则发送擦除指令，则选择性地按4KB或64KB擦除方式擦除指定起始至末尾地址区域，
[0021]若存在部分单元地址擦除失败，则发送擦除指令，并从对应地址开始重新擦除，直至收到最后一个地址擦除成功的遥测信号；
[0022]步骤5.3：若要执行上注操作则发送上注指令，则对指定的FLASH地址区域写入更新程序的bit文件；
[0023]若上注失败则返回遥测，则选择重新执行步骤5.2，直到上注至返回写入最后一个地址成功的遥测为止；
[0024]步骤5.4：重新上电并执行步骤5.1，切换至更新程序运行；其中，在更新程序运行时，能根据遥控指令进行切换和更新操作。
[0025]可选地，所述遥控遥测接口包括：RS422或1553B传输接口。
[0026]可选地，还包括：
[0027]将FLASH区域划分为Golden镜像区和多个Multiboot镜像区，以使得在一片FLASH芯片中完成多个程序的存储。
[0028]第二方面，本申请实施例提供一种SRAM型FPGA固件远程更新装置，包括：固件设置模块、远程更新和加载模块，其中：
[0029]所述固件设置模块，用于根据程序bit流文件数量和大小，将FPGA外部的存储芯片存储空间分为Golden镜像区和多个Multiboot镜像区；
[0030]在跳转程序中设置执行跳转的模块，以及在Golden镜像区设置擦除保护；
[0031]确定各镜像程序完整的加载时间，并在Golden镜像区和Multiboot镜像区的xdc文件中设置相应的看门狗回退时间；
[0032]生成包含至少两个镜像区的烧录文件，并按指定地址烧录在FLASH中；
[0033]所述远程更新和加载模块，用于执行远程更新和多重加载操作。
[0034]可选地，所述Golden镜像区位于0地址，作为固件中的基础程序，不执行更新；Multiboot镜像区位于高位地址，作为远程更新程序存储的区域。
[0035]可选地，所述固件设置模块，具体用于：
[0036]在需要跳转的程序中设置由指令控制的ICAPE2模块，以使得在指令到来时，向重配置模块发送IPROG命令的比特流来执行程序跳转操作；
[0037]在需要控制更新的程序中添加上注管理程序内容，并设置Golden镜像区擦除保
护。
[0038]可选地，SRAM型FPGA采用Xilinx公司的xc7k410tffg900，FLASH芯片采用Micron公司的mt25ql256。
[0039]可选地，所述远程更新和加载模块，具体用于：
[0040]上电后自动加载Golden镜像区程序，通过发送跳转指令使ICAPE2模块发送IPROG命令进行相应地址程序的跳转；
[0041]若因CRC校验失败或加载时间超出看门狗设置时间，则回退至Golden镜像区程序；
[0042]若要执行擦除操作则发送擦除指令，则选择性地按4KB或64KB擦除方式擦除指定起始至末尾地址区域，
[0043]若存在部分单元地址擦除失败，则发送擦除指令，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种SRAM型FPGA固件远程更新方法，其特征在于，包括：步骤1：根据程序bit流文件数量和大小，将FPGA外部的存储芯片存储空间分为Golden镜像区和多个Multiboot镜像区；步骤2：在跳转程序中设置执行跳转的模块，以及在Golden镜像区设置擦除保护；步骤3：确定各镜像程序完整的加载时间，并在Golden镜像区和Multiboot镜像区的xdc文件中设置相应的看门狗回退时间；步骤4：生成包含至少两个镜像区的烧录文件，并按指定地址烧录在FLASH中；步骤5：执行远程更新和多重加载操作。2.根据权利要求1所述的SRAM型FPGA固件远程更新方法，其特征在于，所述Golden镜像区位于0地址，作为固件中的基础程序，不执行更新；Multiboot镜像区位于高位地址，作为远程更新程序存储的区域。3.根据权利要求1所述的SRAM型FPGA固件远程更新方法，其特征在于，所述步骤2包括：在需要跳转的程序中设置由指令控制的ICAPE2模块，以使得在指令到来时，向重配置模块发送IPROG命令的比特流来执行程序跳转操作；在需要控制更新的程序中添加上注管理程序内容，并设置Golden镜像区擦除保护。4.根据权利要求1所述的SRAM型FPGA固件远程更新方法，其特征在于，SRAM型FPGA采用Xilinx公司的xc7k410tffg900，FLASH芯片采用Micron公司的mt25ql256。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的SRAM型FPGA固件远程更新方法，其特征在于，所述步骤5包括：步骤5.1：上电后自动加载Golden镜像区程序，通过发送跳转指令使ICAPE2模块发送IPROG命令进行相应地址程序的跳转；若因CRC校验失败或加载时间超出看门狗设置时间，则回退至Golden镜像区程序；步骤5.2：若要执行擦除操作则发送擦除指令，则选择性地按4KB或64KB擦除方式擦除指定起始至末尾地址区域，若存在部分单元地址擦除失败，则发送擦除指令，并从对应...
【专利技术属性】
技术研发人员：祝文韬，成昊天，兰先超，江亚州，张曼，沈霁，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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