[实用新型]FPGA在线配置电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种FPGA应用技术，尤其是一种具有远程升级能力的FPGA在线配置电路。

背景技术

现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA的使用非常灵活，内部可利用资源丰富，同一片FPGA通过不同的设计可以产生不同的电路功能。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、LED、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用，例如在现代LED显示屏的核心技术应用中，就大量采用了FPGA芯片。

FPGA是基于SRAM的应用技术，程序不能保存，需在上电时对FPGA进行配置。FPGA的配置方式一般有两类：一是通过专用下载电缆由计算机直接对其进行配置，并将程序保存在可读写的专用EEPROM中，以便FPGA在脱机上电时通过内嵌的配置模块，以主动方式完成配置后开始工作；二是通过被动模式采用外部微处理器对其进行配置，该方式可将专用EEPROM改为具有SPI串行总线的FLASH，除在上电时完成对FPGA的配置外，还可利用串口实现在线程序升级，将新程序代码写入指定的FLASH区域，同时还可在FLASH的非程序代码区存储访问用户的数据、参数，该方式给FPGA的应用带来了灵活性，不足之处是增加了电路系统开销。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种FPGA在线配置电路，要解决的技术问题是让FPGA除了可以通过主动方式完成上电时的程序配置外，又可通过FPGA本身，完成对程序的远程升级，同时为提高远程升级的可靠性，进一步提出了一种程序冗余备份办法。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种FPGA在线配置电路，包括FPGA芯片，所述FPGA芯片连接数据选择器，所述数据选择器在上电和上电后将不同的控制信号输出至FLASH芯片，以完成FLASH与FPGA芯片间在不同状态的数据传送，所述FPGA芯片还分别连接远程通讯模块和插座。

本实用新型FPGA芯片的主动编程管脚nCSO、ASDO、DCLK分别接入数据选择器的三个选通器A0、B0、C0的输入端，所述FPGA芯片的三个I/O管脚IO_nCS、IO_SO、IO_SCK分别接入数据选择器A1、B1、C1的输入端，CONF_DONE管脚接入数据选择器的选通信号输入端，所述FPGA芯片的MSEL0、MSEL1管脚接地，nSTATE管脚通过上拉电阻R2接电源VCC、nCONFIG管脚通过上拉电阻R1接电源VCC，所述FPGA芯片的电缆下载管脚连接插座，I/O脚连接远程通讯模块。

本实用新型数据选择器的信号输出端Y0连接FLASH芯片的选通输入端/CS，信号输出端Y1连接串行输入数据端SI，信号输出端Y2连接时钟输入端口SCK，所述FLASH芯片的串行数据输出端SO分别连接FPGA芯片的主动编程数据输入管脚DATA0和I/O输入管脚IO_SI。

本实用新型的数据选择器为四二选一数据选择器。

本实用新型的数据选择器采用74HC157的数据选择器。

本实用新型的FLASH芯片采用具有ISP串行总线的非易失闪存芯片。

本实用新型的FLASH芯片采用W25X系列芯片。

本实用新型与现有技术相比，在无需额外添加微处理器的情况下，既可通过主动方式完成FPGA上电时的配置，又可通过FPGA本身完成对程序的远程升级，还可在FLASH的非程序代码区存储访问用户的数据、参数，增加了应用的灵活性，降低了设计成本，实用新型同时提出了一种程序冗余备份办法，提高了远程升级的可靠性和系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的电路图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。