[发明专利]一种基于RS422和CAN总线的FPGA远程在线调配装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于RS422和CAN总线的FPGA远程在线调配装置及方法，其通过利用CAN总线可靠性高和组网节点多的特点组建远程控制网络，同时利用RS422总线抗干扰能力强和可实现同步数据通信的特点组建FPGA在线调试与配置网络，实现对复杂系统中众多FPGA的远程在线调试与配置。整个装置由人机交互模块、CAN总线模块、RS422总线模块和多个远程调试与配置模块组成。本发明解决了很多复杂系统中由于FPGA个数众多，结构拆卸复杂等原因造成的FPGA器件调试困难，可维修性差等一系列问题，提高了产品的研制效率和系统的可调性，具有组网简单、易于集成、功能强大、通用性移植性强等有益效果。

技术领域

本发明涉及FPGA远程在线调试与配置技术领域，特别涉及一种基于RS422和CAN总线的FPGA远程在线调配装置及方法。

背景技术

随着可编程逻辑器件的迅速发展和广泛应用，FPGA能实现的功能越来越强大且单个系统中应用的FPGA数量也越来越多，而对系统中众多FPGA的在线调试与配置也变得格外重要。在某些特殊的应用场景，比如产品结构复杂，FPGA数量众多，现场调试时往往需要拆卸大量的结构件，连接较多的临时电缆，或者线缆长度限制，产品的安装位置等因素导致无法直接在现场搭建调试平台，给FPGA的测试与调试带来了极大的困难。

传统的FPGA远程调试与配置技术一般是通过网络或其他信道将配置数据发送给嵌入式系统，嵌入式系统再将这些数据加载到FPGA中，并从FPGA中采集需要信号后，通过网络回传给远端的调试装置。这种方式往往要构建复杂的硬件平台并设计相应与FPGA调试工具对接的软件，实现复杂且成本昂贵，而且如果系统中FPGA数量众多，则需要解决多个FPGA在线调试与配置的通信冲突问题。

本发明的方案便是针对上述问题对现有FPGA远程在线调配装置进行的改进。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于RS422和CAN总线的FPGA远程在线调配装置及方法，无需开发其他配套软件就可直接使用FPGA厂商提供的调试与配置工具对FPGA芯片进行远程调试与配置，该装置同时具有可组网的FPGA芯片个数多并可解决多个FPGA在线调试与配置的通信冲突问题，确保在某一段时间只有一个FPGA参与调试与配置的通信。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种基于RS422和CAN总线的FPGA远程在线调配装置，包括人机交互模块、CAN总线模块、RS422总线模块和若干个远程调试与配置模块，其中：

所述人机交互模块包括远程调试控制软件、FPGA调试与配置软件和FPGA下载器，其中：

所述远程调试控制软件用于选择需要在线调试和配置的FPGA芯片，并将FPGA芯片所处位置信息通过接口发送给CAN总线模块，同时接收从CAN总线模块回传过来的远程调试与配置模块的状态信息；

所述FPGA调试与配置软件用于FPGA调试参数的设置和配置文件的选择，并最终生成FPGA调试与配置数据；

所述FPGA下载器用于将特定接口形式的FPGA调试与配置数据转换为JTAG模式TTL电平形式的信号；

所述CAN总线模块包括CAN调试器和CAN总线网络，其中：

所述CAN调试器用于将人机交互模块传送过来的特定接口形式的所需调试FPGA芯片位置信息转换为CAN总线形式，通过CAN总线网络进行广播，传送给所有的远程调试与配置模块，同时通过CAN总线网络接收远程调试与配置模块的CAN总线形式的状态信息，转换为特定接口形式的信息回告给人机交互模块；

所述CAN总线网络以特定的拓扑结构来组成一个多节点双工通讯控制网络，实时传递人机交互模块的命令信号和远程调试与配置模块的状态信息；