[实用新型]基于ZYNQ的远程升级系统

说明书

本实用新型公开了一种基于ZYNQ的远程升级系统。系统包括由ARM处理器、FPGA BLOCK芯片和存储器组成的ZYNQ模块及n个FPGA芯片，ARM处理器通过内部总线与FPGA BLOCK芯片连接，ARM处理器与存储器连接，ZYNQ外设千兆网口，FPGA BLOCK芯片通过n条总线与n个FPGA芯片连接。本系统采用ZYNQ中的ARM处理器运行嵌入式Ubuntu系统，其文件系统下存储多个FPGA的二进制文件；采用ZYNQ可编程器件中的FPGA BLOCK实现外部FPGA配置所需的时序；采用ARM处理器连接的千兆以太网实现远程登录、控制，具有功能灵活、可扩展性强、开发简单、性能高等优点。

技术领域

本实用新型涉及广播通信技术，尤其是涉及一种基于ZYNQ的远程升级系统。具体是一种基于ZYNQ(XILINX发布的集成ARM处理器和FPGA模块的芯片)的远程升级多个FPGA的方案。

背景技术

随着通信技术和服务需求的飞速发展，无论在军用还是民用无线通信领域，各个系统的兼容性、可升级性、自适应性问题突出。现场可编程门阵列（FPGA）可以通过配置程序灵活的改变其功能，在现在的通信设备中，FPGA的使用越来越广泛。并且随着信息的爆炸式喷发，对设备的处理能力和速度都有了更高的要求，有时候需要单板卡集成更多的处理芯片FPGA。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对远程升级多个FPGA所需的接口和存储空间的需求，提供一种基于ZYNQ的远程升级系统。本系统采用ZYNQ可编程器件中的ARM处理器运行嵌入式Ubuntu系统，其文件系统下存储多个FPGA的二进制文件；采用ZYNQ可编程器件中的FPGA BLOCK（ZYNQ内部的现场可编程门阵列部分）实现外部FPGA配置所需的时序；采用并行执行特征的FPGA BLOCK易于实现多片FPGA配置的并行实现；采用ARM处理器（ZYNQ内部的PS部分）连接的千兆以太网可以实现远程登录、控制。相对于别的方式配置FPGA具有功能灵活、可扩展性强、开发简单、性能高等优点。

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种基于ZYNQ的远程升级系统，其特征在于，包括由ARM处理器、FPGA BLOCK芯片和存储器组成的ZYNQ模块以及待升级的 n个FPGA芯片，ARM处理器通过内部总线与FPGA BLOCK芯片连接，ARM处理器与存储器连接，ZYNQ模块外设千兆网口，通过千兆网口连接网线，FPGA BLOCK芯片配置n条总线，通过n条总线分别与n个待升级的FPGA芯片连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用ZYNQ可编程器件，多片FPGA升级所需要大量IO（输入、输出管脚）可以通过ZYNQ的FPGA部分灵活分配。多片FPGA升级所需要的大容量存储器，可以通过ZYNQ的文件系统存储器方便实现。尤其是大量配置文件数据从ZYNQ的ARM端传输到FPGA端，可以通过ZYNQ的内部高速总线进行传输，提高了数据传输效率，降低了系统复杂度，降低了系统成本。同时由于采用千兆网口，可以远程将数据导入到ZYNQ的Ubuntu系统中，然后通过内部高速总线传到ZYNQ的FPGA BLOCK，充分利用FPGA的并行能力，将代码快速的烧写到FPGA_1~n中，特别是因为并行配置的方式，FPGA有限的数量增加并不会明显延长配置全部FPGA的时间。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

因为FPGA的配置文件是以文件的形式存储在ZYNQ的操作系统中的，FPGA完全可以存储不同方案的配置文件在系统上，只需要通过软件选择来确定升级哪种方案。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于存储空间的扩大和文件格式的便利，完全将远程升级变得软件化，极大的提升了远程升级的灵活性。

附图说明

图1为基于ZYNQ的远程升级系统的架构原理框图。

具体实施方式