[发明专利]一种基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新系统及其方法

权利要求书

1.一种基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新系统，其特征在于，包括：处理器模块（1）、FPGA模块（2）、SPI存储器模块（3）和缓冲器模块（4），所述的处理器模块（1）与SPI存储器模块（3）相连，所述的处理器模块（1）与通讯接口（7）相连，所述的SPI存储器模块（3）与FPGA模块（2）相连，所述的处理器模块（1）还通过缓冲器模块（4）与SPI存储器模块（3）相连，所述的通讯接口（7）为处理器模块（1）与上位机或终端通讯的接口装置，SPI存储器模块（3）存储FPGA模块（2）的配置程序，缓冲器模块（4）用于导通或断开处理器模块（1）与SPI存储器模块（3）之间的连接，当FPGA模块（2）有配置程序需要更新时，上位机或终端通过通讯接口（7）和处理器模块（1）将FPGA配置程序下载到SPI存储器模块（3）中，在Master SPI模式下，FPGA模块（2）自动加载存储在SPI存储器模块（3）中的配置程序。

2.根据权利要求1所述的一种基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新系统，其特征在于：所述的FPGA配置程序远程更新系统还包括SPI接口模块（5）和JTAG接口模块（6），所述的SPI接口模块（5）与SPI存储器模块（3）相连，所述的JTAG接口模块（6）与FPGA模块（2）相连，配置程序采用间接在系统编程模式通过FPGA模块（2）的JTAG链为SPI存储器模块（3）下载配置程序或者采用直接在系统编程模式通过外部的下载器直接为SPI存储器模块（3）下载配置程序。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新系统，其特征在于：在处理器模块（1）需要访问SPI存储器模块（3）时，处理器模块（1）控制缓冲器模块（4）开通，FPGA模块（2）的管脚处于高阻态；在其他时段，处理器模块（1）控制缓冲器模块（4）关断。

4.根据权利要求3所述的一种基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新系统，其特征在于：通过外部通讯接口（7）和处理器模块（1）下载到SPI存储器模块（3）的配置程序为.bit或是.bin格式。

5.根据权利要求4所述的一种基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新系统，其特征在于：在所述FPGA模块（2）的PROG_B、OE、ROM_RST、ROM_WP管脚上连接有上拉电阻。

6.根据权利要求1、2、4、5中任一权利要求所述的一种基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新系统，其特征在于：所述的FPGA模块（2）采用Xilinx支持Master SPI Mode配置方式的芯片，所述的SPI存储器模块（3）采用非易失性存储器，所述的通讯接口（7）为以太网接口或USB接口或串行接口或无线接口，所述处理器模块（1）通过内置SPI控制和接口模块或外接SPI控制和接口模块与SPI存储器模块（3）相连。

7.一种利用权利要求1或2所述基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新系统进行FPGA配置程序远程更新的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：判断是否需要以远程更新方式更新SPI存储器模块（3）中的配置程序，如果不需要，则FPGA模块（2）以Master SPI模式加载SPI存储器模块（3）中的配置程序；

S101：如果需要以远程更新方式更新，则处理器模块（1）首先通过通讯接口（7）与上位机或终端建立连接，处理器模块（1）开通缓冲器模块（4），处理器模块（1）通过缓冲器模块（4）访问SPI存储器模块（3）；

S102：处理器模块（1）通过控制FPGA模块（2）的相应管脚使所有的I/O管脚呈高阻态，防止FPGA模块（2）对写入过程产生干扰；

S103：处理器模块（1）将外部的通讯接口（7）传输来的配置程序写入SPI存储器模块（3）中；

S104：配置程序写入成功后，处理器模块（1）发出信号关断缓冲器模块（4），断开处理器模块（1）与SPI存储器模块（3）的连接，并释放对FPGA模块（2）相应管脚的控制，FPGA模块（2）自动加载存储在SPI存储器模块（3）中的配置程序。

8.根据权利要求7所述的一种基于处理器控制的FPGA配置程序远程更新方法，其特征在于：所述的FPGA配置程序远程更新方法还包括在处理器模块（1）访问SPI存储器模块（3）时，先对SPI存储器模块（3）进行复位操作的步骤。