[发明专利]一种在线更新FPGA配置芯片的方法及系统

说明书

本发明公开了一种在线更新FPGA配置芯片的方法及系统，属于计算机应用技术领域。本发明的在线更新FPGA配置芯片的方法，利用FPGA和CPLD的可编程性，将FPGA配置为Slave SelectMap模式，将FPGA和CPLD相连，CPLD外挂FPGA配置芯片的Flash，FPGA与PC机相连，通过PC机上的Logic Programmer工具进行FPGA配置芯片内容更新，其中PC机上设置有PCIE槽。该发明的在线更新FPGA配置芯片的方法不需要专门的下载工具，即能够实现快速的更新FPGA配置芯片，提高更新效率，简化操作过程，具有很好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，具体提供一种在线更新FPGA配置芯片的方法及系统。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，社会各个领域的技术都有了长足的进步。目前，随着数字通信协议的增多，现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）的应用越来越广泛，FPGA作为一种重要的可编程逻辑器件，具有丰富的逻辑资源和I/O资源，设计周期短，开发费用低，风险小，能够提高数字系统的集成度，可靠性高，在数据系统中应用较为广泛。此外由于其易编程与快速升级架构的特性，在电子设备中得到了广泛的应用。

然而通用的FPGA芯片一般基于掉电易失性存储器而设计，在掉电后不能保存配置文件，为了保证上电后能够正常工作，必须通过外部非易失性存储器存储配置文件，在上电时再将配置文件导入FPGA芯片以正常加载。

常见的FPGA更新升级通常采用FPGA厂商提供的JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行为组织标准）方式下载到FPGA以后，再固化到FPGA的非易失性存储器中，这种方法更新速度不快，一旦需要系统规模较大，则重复性工作量将非常大，并且繁琐。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种不需要专门的下载工具，即能够实现快速的更新FPGA配置芯片，提高更新效率，简化操作过程的在线更新FPGA配置芯片的方法。

本发明进一步的技术任务是提供一种在线更新FPGA配置芯片的系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种在线更新FPGA配置芯片的方法，所述方法利用FPGA和CPLD的可编程性，将FPGA配置为Slave SelectMap模式，将FPGA和CPLD相连，CPLD外挂FPGA配置芯片的Flash，FPGA与PC机相连，通过PC机上的Logic Programmer工具进行FPGA配置芯片内容更新，其中PC机上设置有PCIE槽。

该在线更新FPGA配置芯片的方法可以在PC机上通过应用软件进行FPGA配置芯片内容更新，更新完后，板卡重新上电加载的代码就是更新的代码，不需要专用的XilinxJTAG下载工具，只需要将板卡经过PCIE接口挂载到PC机上，通过软件进行更新。所述在线更新FPGA配置芯片的方法可以应用在计算机领域、云终端、物联网终端等带有PCIE接口的FPGA板卡的应用场景中，应用领域广泛。

作为优选，该方法在FPGA内部例化PCIE Endpoint IP核，通过PC机的PCIE槽对应的PCIE Endpoint IP核驱动进行开发，做成Logic Programmer工具；PCIE 转WishboneMaster 模块负责把Logic Programmer 工具发送的命令和数据从PCIE数据格式转换成Wishbone接口格式；带Wishbone Slave接口的Loader 模块接收Wishbone Master数据，通过Wishbone Slave Loader 模块将命令和数据送到挂接的CPLD上，CPLD将数据写入外挂的Flash，通过PC机上的Logic Programmer工具进行配置芯片内容更新。

作为优选，FPGA接入PC机后，将FPGA第一次上电通过专用的JTAG工具下载可用的FPGA代码到FPGA配置芯片中。