[发明专利]一种与FPGA通信的主机、FPGA接口芯片

说明书

本发明公开了一种与FPGA通信的主机、FPGA接口芯片，软件接口模块定义暴露给上层应用的调用接口；资源管理模块对主机接口芯片cable对象进行管理，并允许并行化地同时访问至少两个cable对象，cable对象通用调用接口；协议封包模块根据FPGA的接口协议、与cable对象对应的信道协议对传输数据进行封装得到数据包；主机信道接口模块将数据包按与FPGA接口芯片约定的预设数据格式进行封包，通过信道发送；解决了现有接口软件设计中，扩展性差，无法并行使用多种通信资源与FPGA接口芯片进行通信的问题，本发明还公开了一种FPGA接口芯片，可以并行访问多个接口资源，可移植性强，提升整体的扩展性和可维护性。

技术领域

本发明涉及可编程逻辑器件领域，更具体地说，涉及一种与FPGA通信的主机、FPGA接口芯片。

背景技术

FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件。在FPGA芯片中，一般都会集成一个控制系统。这个片上控制系统允许用户通过JTAG(Joint Test ActionGroup)，SPI(Serial Peripheral Interface)等接口对FPGA进行配置，调试以及读写软硬核数据等操作。在通信过程中，上位机可以使用不同的信道(例如USB，PCIE等)来与FPGA进行通信。在接收端，一般有个接口芯片负责接收和发送主机的消息，并用来和FPGA进行直接交互。这个接口芯片构成的子系统一般称为Cable或者是下载器。

现有的FPGA厂商开发的通信接口软件，都具有一定的局限性。比如只能使用本机的USB接口Cable来与FPGA通信、不能同时并行地使用多种资源，一次只支持一个用户使用、可扩展性不佳等等。虽然有些FPGA厂商也有提出虚拟Cable的概念，比如，Xilinx VirtualCable，来让用户在本地虚拟出一个Cable(实际上是通过以太网接口来访问电路板上的FPGA)来当成普通的USB线缆的Cable来使用，但是具体实现的软件却是分开的；这样的话，在书写FPGA某个片上接口的通信流程代码的时候，可能就需要针对不同的信道分别编写，造成了开发资源的浪费，提升了维护成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有主机接口软件设计中，扩展性差，无法并行使用多种通信资源与FPGA接口芯片进行通信的问题，针对该技术问题，提供一种与FPGA通信的主机、FPGA接口芯片。

为解决上述技术问题，本发明提供一种与FPGA通信的主机，该与FPGA通信的主机包括：

软件接口模块，用于定义暴露给上层应用的调用接口；

资源管理模块，用于对主机接口芯片cable对象进行管理，并允许并行化地同时访问至少两个cable对象，所述cable对象通用所述调用接口；

协议封包模块，用于根据FPGA的接口协议、与所述cable对象对应的信道协议对传输数据进行封装得到数据包；

主机信道接口模块，用于将所述数据包按与FPGA接口芯片约定的预设数据格式进行封包，通过所述信道发送。

可选的，所述调用接口包括与FPGA进行通信的基本软件接口，所述基本软件接口包括初始化Init接口、写入数据Write接口、读取数据Read接口和释放Release接口。

可选的，所述调用接口还包括获取可访问cable对象的Probe接口；

所述资源管理模块扫描可访问cable对象形成列表后，通过所述Probe接口返回给所述上层应用，以便于所述上层应用确定与所述FPGA进行通信的访问cable对象。

可选的，所述cable对象包括请USB线缆连接的cable、通过以太网口连接到的电路板上的cable、通过PCIE连接到的PCIE板卡上的cable、打印机并口的至少一种。