[发明专利]一种在线更新FPGA程序的方法

说明书

技术领域

本发明涉及服务器测试领域，具体涉及一种在线更新FPGA程序的方法。

背景技术

FPGA(Field－Programmable Gate Array现场可编程门阵列)位流加载技术是FPGA设计和调试中必不可少的一部分。现有技术中FPGA位流加载都是利用外部下载线或者器件进行下载，当前对FPGA位流文件的下载方式多数为PC机在线线缆通过JTAG(Joint Test Act ion Group联合测试行为组织，一种边界扫描技术)接口下载，用JTAG接口对FPGA外部存储器进行烧写，通过JTAG线缆必须使用PC机，其不具有FPGA本身远程下载和控制功能，这种方式给产品升级带来了不便。而在实际应用中经常会出现对FPGA要进行远程下载的场景。

针对在FPGA系统遇到无法脱机升级程序的问题，本申请发明一种为FPGA系统远程在线程序升级的方法。本发明将外部存储器通过JTAG接口连接FPGA，在基本不增加硬件成本的情况下利用FPGA内部逻辑对外部存储器进行更新升级。

发明内容

目前在FPGA产品化时，FPGA的工作方式基本上是远程脱机工作，本发明的主要目的是在这种远程脱机工作的情况下，解决如何能够不增加硬件成本而实现远程在线更新位流代码的问题。

正常的情况下，FPGA是通过JTAG接口连接FPGA外部存储器。PC机利用JTAG接口线缆对外部存储器进行擦写操作，把外部最新的代码程序放入外部存储器中。当再次上电的时候，FPGA自动从外部存储器中加载最新的代码程序，从而实现FPGA程序更新的目的。但是这种情况需要接电路板一直连接着JTAG线缆，无法做到脱机或者远程更新FPGA程序。本申请发明的在线更新FPGA程序的方法，则完全可以不再需要JTAG线缆，而是利用FPGA本身对外部存储器进行更新。

具体地，本申请请求保护一种在线更新FPGA程序的方法，其特征在于，该方法具体包括：

在JTAG接口接到外部存储器的同时，将JTAG接口接到FPGA的IO管脚上；

在FPGA内部设置存储器控制模块，用于控制外部存储器的擦写；

在FPGA内部设置一个程序接收模块，用于从FPGA外得到要更新的程序；

当需要对FPGA外部存储器进行更新程序的时候，通过程序接收模块将所要更新的程序传输到FPGA内，通过存储器控制模块对外部存储器先进行擦除，擦除完成后再写入新的程序；当完成新程序下载后，FPGA再次重启就完成了程序更新。

如上所述的在线更新FPGA程序的方法，其特征还在于，在不使用FPGA对外部存储器进行程序更新的时候，FPGA管脚被设置为高阻状态。

如上所述的在线更新FPGA程序的方法，其特征还在于，在FPGA内部还设置一个缓存模块，用于防止程序接收模块和存储器控制模块在速率上的不匹配。

如上所述的在线更新FPGA程序的方法，其特征还在于，该缓存模块是一个小的缓冲模块片上FIFO。

如上所述的在线更新FPGA程序的方法，其特征还在于，程序接收模块可以是各种不同的接口模式。

附图说明

图1、本发明所述在线更新FPGA程序的工作示意图

图2、现有技术工作示意图

具体实施方式

如附图1所示，本发明需要将JTAG接口同时接到FPGA的IO管脚上，FPGA外部存储器就和FPGA连接在一起了，可以通过这几个IO管脚模拟JTAG接口的时序对外部存储器进行擦写，把最新的代码程序放入外部存储器中，实现通过JTAG电缆下载程序的目的。该功能的具体实现不需要外加器件，只需要在电路设计的时候做一点修改。

除了需要添加对外部存储器下载的管脚之外，FPGA还要具有从外部接收新程序的模块。这种模块可以是普通的i2c接口、spi接口等，也可以是网络接口。现有技术中很多FPGA系统本身就带有这种接口的，所以基本上可以不用再多加外部接口。

当需要对FPGA外部存储器进行更新程序的时候，可以通过外部接口将所要更新的程序传输到FPGA内。在FPGA内部添加一个存储器控制模块，通过该模块对外部存储器先进行擦除。擦除完成后再写入新的程序。当完成新程序下载后，FPGA再次重启就完成了程序更新。

下面结合附图1对本发明所述的在线更新FPGA程序的方法的一个具体实施例进行说明。