[发明专利]基于龙芯的FPGA嵌入式计算机及其配置方法

权利要求书

1.一种基于龙芯的FPGA嵌入式计算机，其特征在于，包括龙芯子系统、现场可编程门阵列FPGA模块、HT总线，所述现场可编程门阵列FPGA模块通过HT总线与龙芯子系统内的龙芯处理器互连；其中，所述现场可编程门阵列FPGA模块用于实现接口扩展及算法加速。

2.根据权利要求1所述的基于龙芯的FPGA嵌入式计算机，其特征在于，所述龙芯子系统包括：龙芯处理器、若干内存。

3.根据权利要求1所述的基于龙芯的FPGA嵌入式计算机，其特征在于，所述现场可编程门阵列FPGA模块包括：HT总线控制模块、中断控制模块、各种接口模块，所述HT总线控制模块用于实现龙芯处理器对各个接口模块的配置以及接口模块对龙芯内存的读写操作；所述中断控制模块用于完成对所述各个接口模块内的中断寄存器的读写操作，向处理器发送中断请求并提供相应的中断号；所述接口模块用于实现与外部数据的交互。

4.根据权利要求3所述的基于龙芯的FPGA嵌入式计算机，其特征在于，所述HT总线控制模块包括HT的软核和多通道的DMA接口，该DMA接口包含读龙芯内存数据通道、写龙芯内存数据通道和寄存器配置总线。

5.根据权利要求3所述的基于龙芯的FPGA嵌入式计算机，其特征在于，接口模块包括以太网接口模块、Flash接口模块、RapidIO接口模块、MemoryDMA控制模块、FC接口模块、SATA接口模块、AFDX接口模块、其他类型接口模块、算法模块中的一种或者任几种；所述接口模块与HT总线控制模块中的多通道的DMA接口连接；其中

-所述以太网接口模块，用于实现以太网到HT总线的协议转换，完成龙芯处理器到以太网接口的数据交互；

-所述Flash接口模块，用于实现多片Flash芯片的并行操作，完成龙芯处理器到Flash的数据交互；

-所述RapidIO接口模块，用于实现RapidIO到HT总线的协议转换，完成龙芯处理器到RapidIO接口的数据交互；

-所述MemoryDMA控制模块与HT总线控制器互连，实现数据从处理器内存中的一个存储空间到另一个存储空间的DMA搬移；

-所述FC接口模块，用于实现FC到HT总线的协议转换，完成龙芯处理器到以太网接口的数据交互；

-所述SATA接口模块，用于实现SATA到HT总线的协议转换，完成龙芯处理器到SATA接口的数据交互；

-所述AFDX接口模块，用于实现AFDX到HT总线的协议转换，完成龙芯处理器到AFDX接口的数据交互；

-所述其他类型接口模块，用于实现某种接口协议的模块；

-所述算法模块，用于实现某种算法，完成数据变换。

6.根据权利要求1所述的基于龙芯的FPGA嵌入式计算机，其特征在于，所述算法加速包括：处理器内存数据通过FPGA逻辑，运算后，返回处理器内存或发往接口模块；或者接口模块数据通过FPGA逻辑，运算后，发往处理器内存或另一个接口模块。

7.一种基于龙芯的FPGA嵌入式计算机的配置方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将龙芯处理器作为核心处理器，并在该处理器的两个内存通道挂载内存；

步骤2：采用现场可编程门阵列FPGA模块实现对HT总线的控制，并通过HT总线与龙芯处理器互连；

步骤3：在现场可编程门阵列FPGA模块中设置中断控制器，监控中断寄存器的状态，发送中断请求并提供相应的中断号；

步骤4：为HT总线的多通道的DMA接口配置接口模块，所述接口模块包括：以太网接口模块、Flash接口模块、RapidIO接口模块、MemoryDMA控制模块、FC接口模块、SATA接口模块、AFDX接口模块、其他类型接口模块、算法模块中的一种或者任几种。

8.根据权利要求7所述的基于龙芯的FPGA嵌入式计算机的配置方法，其特征在于，所述步骤2中的现场可编程门阵列FPGA模块采用硬件描述语言或网表实现，并通过FPGA工具编译生成二进制比特流文件，将比特流文件固化到固件存储器，硬件上电后FPGA通过固件存储器完成比特流的加载，从而实现接口扩展及算法加速。