[发明专利]一种利用高速总线实现FPGA程序快速加载的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用高速总线实现FPGA程序快速加载的装置及方法，涉及FPGA动态加载与远程配置领域。本发明技术要点：包括上位机、电源、母板、FPGA下载器、控制器模块以及待加载模块；所述待加载模块中包含至少一个FPGA；所述电源通过电源供电线与母板上的电源连接器连接；上位机的网口、串口分别与母板上的信号连接器连接；控制器模块与母板上的控制器模块接口连接，待加载模块与母板上的待加载模块接口连接；上位机的USB接口通过FPGA下载器与待加载模块的JTAG接口连接等。

技术领域

本发明涉及FPGA动态加载与远程配置领域，尤其是一种利用高速总线实现FPGA程序快速加载的方法。

背景技术

FPGA(Field Programmable Gate Array)是基于SRAM的现场可编程逻辑器件，作为现代电子系统的核心，已广泛应用于电子技术的各个领域，特别是数字通讯、数据处理、自动控制、精密仪器仪表等实时性要求高的应用领域。伴随着现代化通信系统复杂程度的不断提升，FPGA配置处理文件愈来愈大，相应的加载时间愈来愈长，直接影响到系统的开启时间。

然而，传统的FPGA程序加载方法是采用JTAG模式，将配置数据下载至FPGA对应的FLASH存储芯片中。JTAG（IEEE1149.1标准）是为了解决复杂电路难于整板测试以及表面贴装技术带来的有限测试引脚等问题而提出的一种标准。JTAG边界扫描测试系统的体系结构包括4个外部测试访问端口：测试数据输入端口TDI、测试数据输出端口TDO、测试时钟TCK、测试方式选择TMS。JTAG时钟TCK的频率最高可设置为12Mbps，这种方式加载一个30MB大小的配置文件至1片FLASH中，需要30min左右，如果加载4个或更多FPGA，则至少需要花费2h，这种加载模式严重制约柔性生产线模块的生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种利用高速总线实现FPGA程序快速加载的装置及方法，操作方便，加载一个30MB大小的配置文件大约需要3min，极大的提升了FPGA程序加载效率。

本发明提供的一种利用高速总线实现FPGA程序快速加载的装置，包括：上位机、电源、母板、FPGA下载器、控制器模块以及待加载模块；

所述待加载模块中包含至少一个FPGA；

母板上设置有电源连接器、信号连接器、控制器模块接口以及待加载模块接口；控制器模块接口与待加载模块接口之间具有第一类高速总线连接；信号连接器与控制器模块接口具有信号连接；电源连接器与控制器模块接口及待加载模块接口均具有电源线连接；

所述电源通过电源供电线与母板上的电源连接器连接；上位机的网口、串口分别与母板上的信号连接器连接；

控制器模块与母板上的控制器模块接口连接，待加载模块与母板上的待加载模块接口连接；

上位机的USB接口通过FPGA下载器与待加载模块的JTAG接口连接。

进一步，所述待加载模块包括多个FPGA，其中第一FPGA通过所述第一类高速总线与控制器模块连接；第一FPGA分别通过第二类高速总线与其余FPGA连接。

进一步，所述第一类高速总线为SRIO总线。

进一步，所述控制器模块为PowerPC模块。

进一步，所述第二类高速总线为LVDS总线；在第一FPGA与其余任意一个FPGA之间的LVDS总线均包括上行LVDS总线与下行LVDS总线。

进一步，所述串口RS232口。

本发明还提供了一种基于前述装置的方法，包括：

步骤1：上位机通过网口、母板上的信号连接器将待加载文件存储到所述控制器模块中；