[发明专利]一种内置FLASH的FPGA远程升级方法

说明书

本发明公开了一种内置Flash的FPAG远程升级系统，包括上位机、以太网芯片、FPGA和拨码开关。还公开了一种内置Flash的FPAG远程升级方法，生成并下载FPGA出厂固件步骤；生成并更新应用镜像步骤；内置Flash擦除、解锁、写入应用镜像、加锁、校验、加载应用镜像等步骤。本发明为内置Flash的FPGA提供一个便捷的升级方法，无需拆机即可实现FPGA的升级。适用范围广泛。

技术领域

本发明涉及智能变电站二次设备数字化检修与测试领域，具体涉及一种内置FLASH的FPGA远程升级方法。

背景技术

随着我国智能电网的飞速发展，智能变电站越来越多，站内二次设备的检测、测试需要大量的测试仪器。一般这些测试、测量仪器具有功能定制化、接口多样化等需求。因此，FPGA（Field－Programmable Gate Array）芯片非常适合应用在电力二次测试、测量仪器上。

目前，传统的 FPGA均基于SRAM（Static Random-Access Memory）工艺，该类型FPGA必须外置一个用来存储程序的配置Flash存储芯片。在上电时，FPGA从该Flash存储芯片加载程序到FPGA内部，完成FPGA的程序加载过程。这个加载过程时长从几十毫米到几秒不等，在有些需要快速加载的测试仪器中满不了现场要求；另外，外置Flash芯片的内容易被读出、复制导致产品的保密性变差、知识产权得不到保证。一种内置Flash存储的FPGA非常容易解决这些问题。如Intel公司的MAX10 FPGA，内置Flash存储，不超过毫秒级快速地加载，不被读出与复制，保密性好。

基于传统SRAM架构的外置Flash 芯片的FPGA升级方法一般为：JTAG下载器更新内部程序和外置处理器（如ARM\DSP） 、硬件选择开关等电路直接擦写Flash芯片方式。

内置Flash存储芯片的FPGA，虽然可以采用JTAG下载器更新内部程序，但该方法只能到现场拆机或返回厂商处理。而基于外置处理器（如ARM\DSP） 的方式无法擦写FPGA内部的Flash存储模块。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，提供了一种内置FLASH的FPGA远程升级方法。

本发明取得了以下技术效果：

一种内置Flash的FPAG远程升级方法，包括以下步骤：

步骤1、上位机运行Quartus软件，通过Quartus软件生成包含升级镜像的FPGA出厂固件；

步骤2、使用Quartus软件通过JTAG接口与FPGA下载器将FPGA出厂固件下载到FPGA的内置Flash的升级区；

步骤3、使用Quartus软件编译并生成应用镜像；

步骤4、重启FPGA，将与FPGA连接的拨动开关置为低电平，FPGA4识别拨动开关输入低电平后，FPGA从内置Flash的升级区加载升级镜像；

步骤5、上位机运行FPGA升级软件并载入步骤3中生成的应用镜像；

步骤6、FPGA升级软件通过以太网与FPGA通讯，获取FPGA的硬件平台的信息，并根据FPGA的硬件平台的信息判断所载入应用镜像是否对应FPGA的硬件平台，若对应，则执行步骤7，否则执行步骤5；

步骤7、FPGA升级软件发布擦除命令并根据擦除命令设置通讯协议数据包，通讯协议数据包通过以太网发送到FPGA，执行步骤8；

步骤8、FPGA经以太网收到FPGA升级软件发出的通讯协议数据包后，将通讯协议数据包发送到FPGA内置的升级模块，升级模块解析出通讯协议数据包中的擦除命令，并将擦除命令发送到FPGA内置的时序控制模块，时序控制模块根据擦除命令产生相应的擦除时序对内置Flash进行擦除；