【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种fpga固件升级的方法,特别涉及一种实现fpga固件远程升级的方法。
技术介绍
1、设计有fpga板卡的设备出厂后一般都固化好了初始版本的程序，工作一段时间后可能会有一些功能升级的需求，那么在方案设计时就需要考虑到调试接口的设计，当设备涉及多个fpga板卡互联时整个设备的物理连线就会很复杂，在物理空间的布局上会受限更多，设备的调试升级难度也会变大。同时当fpga板卡被封装到设备中后没有预留到外部的调试接口时，板卡将会无法升级。另外常见的fpga类型基于sram技术设计，fpga芯片具有掉电易失性的特点，可能会有一些意外的情况导致板卡升级不成功。因此在设备上选用的fpga芯片在设备选型时需要考虑很多因素，包括接口类型、芯片资源的大小、后续功能的拓展和升级等都需要考虑，进而增加了项目成本。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种针对单板或是多板卡可以远程实现fpga固件升级的方法。
2、本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术采用了一块用于解析pc客户端或是上位机软件端下发数据包的mcu板卡以及一块或是多块待升级的fpga板卡，该方法为mcu板卡通过网线远程接收上层下发的文件数据包，并对文件进行分包处理，分包处理后的文件又通过板间的通信线下发到待升级的fpga板卡。
3、进一步，mcu板与下级板卡通信时数据包大小的划分、数据的校验方式可根据需求协商制定。
4、进一步，所述pc客户端/上位机软件
5、进一步，对于下级板卡的中央控制权全都集成在mcu板卡上，mcu板卡负责将pc客户端下发的数据进行接收、拆包、校验，校验通过的数据再分包下发给下级的一张或多张fpga板卡，mcu板卡与下级功能板卡收发数据的协议同样可以由用户自行协商设定。
6、进一步，待升级fpga板卡负责接收升级文件，接收数据包的格式、数据的校验方式可以由用户自行协商设定，fpga板卡间数据的传输通过mcu板卡与下级板卡原有的通信线路实现。
7、进一步，mcu板卡解析升级数据包的方式为：待升级文件通过tcp/ip的形式下发给mcu板卡，mcu板卡对接收到的数据进行校验以及数据完整性的检查，这两项检测都通过后的数据暂时存放到mcu的片上flash，下级待升级板卡准备好接收数据时，mcu会把片上存储块内的数据取出来并对数据进行组包，每包数据后附加一个校验和。
8、进一步，mcu板卡与下级板卡收发数据的控制时序要求：
9、①fpga固件升级使用的通信协议与其他正常功能使用的是同一种，因此程序升级模式需要发送指令24’haa_0b将fpga的工作模式配置成升级模式；
10、②crc模块使用的校验方式是crc-8，串行校验，一边接收数据一边校验，每1024bits的数据后附带8bits的checksum，mcu卡板计算crc-seed的值为8’b0，每8个时钟周期得出一个校验结果；
11、③crc校验的结果设置了校验状态字、校验通过的数据字节数，校验状态字可由mcu板卡发送读指令查询到，每收到1024bits数据，对校验通过的数据字节数进行一次清零，然后重新开始计数。
12、进一步，fpga板卡的上电时序与出厂配置要求：
13、①不同厂家、不同型号的fpga板卡上电时序都有差异，要实现fpga固件的重配置功能就必须关注对应器件的上电时序；
14、②大多数fpga板卡加载完flash的升级固件后只需要重新上电，即可完成fpga板卡的升级功能；
15、③一些应用场合需要在板卡不断电的情况下完成fpga的升级功能，此时就需要关注fpga的reconfig_n管脚，将fpga板卡的reconfig_n拉低大于25ns的一个低电平时间即可在不断电的情况下实现fpga板卡的重配置功能。
16、进一步，fpga板卡的出厂配置要求：
17、①在fpga的出厂设置时往fpga端的flash内放置了两份程序，具备升级功能的程序放置在flash前一半的存储空间内，备份程序放置在flash后一半的存储空间内；
18、②设置加载flash的起始地址，对其进行存储空间的分区时后一半空间的起始地址可以通过查阅芯片手册的方式计算，配置好芯片的起始地址后再通过对应器件的eda工具将程序加载到对应空间即可完成fpga板卡的出厂配。
19、进一步，fpga一些特殊配置管脚的空闲状态，ready管脚和reconfig_n管脚空闲状态都是接3.3v上拉，空闲时为高电平；fpga器件被正常加载后会自行驱动done管脚，当观察到done灯由灭转为绿色常亮后说明fpga重配置成。
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1.一种实现FPGA固件远程升级的方法，该方法采用了一块用于解析PC客户端或是上位机软件端下发数据包的MCU板卡以及一块或是多块待升级的FPGA板卡，其特征在于：该方法为MCU板卡通过网线远程接收上层下发的文件数据包，并对文件进行分包处理，分包处理后的文件又通过板间的通信线下发到待升级的FPGA板卡。
2.根据权利要求1所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：MCU板与下级板卡通信时数据包大小的划分、数据的校验方式可根据需求协商制定。
3.根据权利要求1所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：所述PC客户端/上位机软件客户端负责将编译软件编译生成的.bin或.fs文件通过网线的形式下发给MCU板卡，MCU板卡和上位机通信的协议用户可以自行协商设定。
4.根据权利要求3所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：对于下级板卡的中央控制权全都集成在MCU板卡上，MCU板卡负责将PC客户端下发的数据进行接收、拆包、校验，校验通过的数据再分包下发给下级的一张或多张FPGA板卡，MCU板卡与下级功能板卡收发数据的协议
5.根据权利要求4所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：待升级FPGA板卡负责接收升级文件，接收数据包的格式、数据的校验方式可以由用户自行协商设定，FPGA板卡间数据的传输通过MCU板卡与下级板卡原有的通信线路实现。
6.根据权利要求1所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：MCU板卡解析升级数据包的方式为：待升级文件通过TCP/IP的形式下发给MCU板卡，MCU板卡对接收到的数据进行校验以及数据完整性的检查，这两项检测都通过后的数据暂时存放到MCU的片上Flash，下级待升级板卡准备好接收数据时，MCU会把片上存储块内的数据取出来并对数据进行组包，每包数据后附加一个校验和。
7.根据权利要求1所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：MCU板卡与下级板卡收发数据的控制时序要求：
8.根据权利要求1所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：FPGA板卡的上电时序与出厂配置要求：
9.根据权利要求1所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：FPGA板卡的出厂配置要求：
10.根据权利要求1所述的一种实现FPGA固件远程升级的方法，其特征在于：FPGA一些特殊配置管脚的空闲状态，READY管脚和RECONFIG_N管脚空闲状态都是接3.3V上拉，空闲时为高电平；FPGA器件被正常加载后会自行驱动DONE管脚，当观察到DONE灯由灭转为绿色常亮后说明FPGA重配置成功。
...【技术特征摘要】
1.一种实现fpga固件远程升级的方法，该方法采用了一块用于解析pc客户端或是上位机软件端下发数据包的mcu板卡以及一块或是多块待升级的fpga板卡，其特征在于：该方法为mcu板卡通过网线远程接收上层下发的文件数据包，并对文件进行分包处理，分包处理后的文件又通过板间的通信线下发到待升级的fpga板卡。
2.根据权利要求1所述的一种实现fpga固件远程升级的方法，其特征在于：mcu板与下级板卡通信时数据包大小的划分、数据的校验方式可根据需求协商制定。
3.根据权利要求1所述的一种实现fpga固件远程升级的方法，其特征在于：所述pc客户端/上位机软件客户端负责将编译软件编译生成的.bin或.fs文件通过网线的形式下发给mcu板卡，mcu板卡和上位机通信的协议用户可以自行协商设定。
4.根据权利要求3所述的一种实现fpga固件远程升级的方法，其特征在于：对于下级板卡的中央控制权全都集成在mcu板卡上，mcu板卡负责将pc客户端下发的数据进行接收、拆包、校验，校验通过的数据再分包下发给下级的一张或多张fpga板卡，mcu板卡与下级功能板卡收发数据的协议同样可以由用户自行协商设定。
5.根据权利要求4所述的一种实现fpga固件远程升级的方法，其特征在于：待升级fpga板卡负责接收升级文件，接收数据包的格式、数据的校验...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱泽，李慈航，陈运佳，文涛，
申请(专利权)人：成都市运泰利自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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