[发明专利]基于软核处理器的FPGA多镜像升级加载方法及装置

权利要求书

1.一种基于软核处理器的FPGA多镜像升级加载方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

上位机选择需要升级的镜像文件，通过接口下发升级开始命令，FPGA内部的协议栈解析出命令信息后发送给FPGA的软核处理器模块，所述FPGA的软核处理器模块根据命令得到升级镜像的文件名和文件长度，然后发送FPGA已经准备好升级的消息包给所述上位机；

所述上位机收到回包后，开始下发镜像文件数据；

所述FPGA的软核处理器模块通过设置FPGA的控制模块，将所述上位机下发的镜像文件数据通过控制模块存储到外部缓存模块中；

镜像文件数据下发完成后，所述FPGA的软核处理器模块通过控制模块通知CPLD的软核处理器模块，并将镜像文件的文件名、文件长度传给CPLD；

CPLD就绪后，所述FPGA的软核处理器模块通过所述FPGA的控制模块将需要升级的镜像文件数据从FPGA的外部缓存模块读出，然后通过主外部总线接口发送给CPLD，所述CPLD的软核处理器模块通过外部总线接口读取数据，然后发给存储控制块，完成升级镜像文件的存储；

所有数据都写入CPLD外部存储模块后，CPLD设置当前镜像文件为下次的加载文件，并更新升级完成寄存器的状态，所述FPGA的软核处理器模块查询到该寄存器状态后，通过接口通知上位机升级操作完成；

升级完成后，实现FPGA的加载。

2.如权利要求1所述的升级加载方法，其特征在于，所述FPGA的软核处理器模块通过设置FPGA的控制模块，将所述上位机下发的镜像文件数据通过控制模块存储到外部缓存模块中的具体实现方法为：

所述FPGA的软核处理器模块通过设置FPGA控制模块中的主控制块，将所述上位机下发的镜像文件数据通过控制模块中的缓存控制块存储到外部缓存模块中。

3.如权利要求1所述的升级加载方法，其特征在于，所述镜像文件数据下发完成后，所述FPGA的软核处理器模块通过控制模块通知CPLD的软核处理器模块的具体实现方法为：

镜像文件数据下发完成后，所述FPGA的软核处理器模块通过控制模块中的主外部存储接口控制块通知CPLD的软核处理器模块。

4.如权利要求1所述的升级加载方法，其特征在于，所述升级完成后，实现FPGA的加载的方法具体包括：

FPGA镜像文件升级完成后，CPLD主动从外部存储模块中读取刚升级的镜像文件，将镜像文件发送给FPGA的配置模块，实现FPGA的加载。

5.一种基于软核处理器的FPGA多镜像升级加载装置，其特征在于，所述装置包括：上位机、接口收发模块、FPGA模块、外部缓存模块、外部存储模块、CPLD模块；其中，

所述上位机，用于人机交互，进行程序升级和镜像切换控制；

所述接口收发模块，用于上位机和FPGA模块之间的双向通信交互；

所述FPGA模块，用于内部集成软核处理器和各自定义功能模块；

所述外部缓存模块，用于临时存放系统待处理的数据；

所述外部存储模块，用于保存FPGA的程序文件数据；

所述CPLD模块，外部挂载存储器用来存储FPGA的程序文件，与FPGA模块进行通信完成程序升级。

6.如权利要求5所述的升级加载装置，其特征在于，所述FPGA模块包括：协议栈模块、控制模块、软核处理器模块、配置模块；其中，

所述协议栈模块，用于解析接口传输的数据，将命令数据传输给软核处理器模块，将镜像文件数据传输给控制模块；

所述控制模块，用于与协议栈模块、软核处理器模块、外部缓存模块、CPLD模块进行数据交换与控制；

所述软核处理器模块，用于FPGA内部任务的调度、文件系统管理、控制命令的解析和分发以及工作流程控制；

所述配置模块，用于接收到FPGA的程序文件数据后，进入初始化状态，然后进入用户状态，执行相应的用户应用操作。

7.如权利要求6所述的升级加载装置，其特征在于，所述控制模块包括：主控制块、缓存控制块、主外部存储接口控制块；其中，

所述主控制块，用于大数据量传输，总线的切换和复用；

所述缓存控制块，用于与主控制块数据交互，对外部缓存模块进行读写访问；

所述主外部存储接口控制块，用于与主控制块进行数据交互，控制外部总线与CPLD进行数据传输。