[发明专利]一种FPGA固件在线升级方法及系统

说明书

本发明公开了一种FPGA固件在线升级方法及系统。该方法包括FPGA通过与DSP通信获取写配置数；对EPCS配置芯片进行擦除操作；对配置芯片进行写操作，得到固件升级版本号，并向DSP发送配置完成信号；获取nCONFIG低电平信号；FPGA进入配置和初始化状态；判断INIT_DONE信号是否为高电平信号；若是，则重新建立FPGA固件与DSP的通信，并将固件升级版本号发送至DSP；DSP判断是否升级成功。本发明能实现FPGA固件的在线升级，自动重新启动；且具备在线配置监控功能，DSP能实时确定FPGA是否升级成功，提高了在线升级的可靠性。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，特别是涉及一种FPGA固件在线升级方法及系统。

背景技术

在电力电子系统中，通常采用DSP+FPGA的控制方案对FPGA固件进行升级。该方案结合了FGPA可编程资源丰富、并行流水线处理的特点和DSP计算能力比较强的特点，能够减少硬件成本和提高产品性能。

目前，对FPGA固件进行升级的方法有：(1)通过Nios II软核在线烧录，该方法硬件成本高，效率低。(2)不使用Nios II软核，DSP通过并行接口连接至FPGA，实现对FPGA的在线升级，TMDC根据通信的握手协议完成rpd格式烧录文件的转换，并通过NET与DSP通信。该方法需要通过第三方工具TMDC根据TMDC的烧录流程和握手机制来完成烧录数据的转换，过程繁琐；FPGA接收到的烧录文件为rpd格式，在写入EPCS时，需要再进行一次格式转换，增加FPGA的逻辑处理，同时对缓存的需求也增加了；FPGA程序升级状态未知，DSP无法确定FPGA是否升级成功。(3)采用IP核对EPCS存储器的在线升级，该方法同时具备了配置过程的监控功能，可以避免烧写错误。但是该方法需要有两个IP核，在设计功能复杂时，FPGA资源紧张；并且读写操作复杂，程序升级速度慢。(4)将flash分为出厂配置区和应用配置升级区，通过串行或并行接口对相应的flash进行读写，实现产品软件的引导和启动。虽然该方法能够在一定程度上提高软件升级的可靠性，但分区存储对存储空间要求比较高，同时未采用工作状态监控机制，不具备自恢复功能。

现有的FPGA固件升级方法不能实现FPGA固件的在线升级，自动重新启动，并且不具备在线配置监控功能，DSP无法确定FPGA是否升级成功，可靠性差。

发明内容

基于此，有必要提供一种FPGA固件在线升级方法及系统，以实现FPGA固件的在线升级，自动重新启动，并且提高FPGA升级的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种FPGA固件在线升级方法，包括：

FPGA固件获取烧写文件；所述FPGA固件是将JTAG接口、主动串行存储器接口和串行外设接口从机固化在FPGA中形成的；

获取写配置数据命令；所述写配置数据命令是DSP根据读取到的烧写文件而生成的命令；

依据所述写配置数据命令，所述主动串行存储器接口对与所述FPGA固件外接的EPCS配置芯片进行擦除操作，得到擦除状态；

依据所述擦除状态，所述主动串行存储器接口对所述EPCS配置芯片进行写操作，得到FPGA固件升级版本号，并向所述DSP发送配置完成信号；所述FPGA固件通过所述串行外设接口从机与所述DSP通信连接；

获取nCONFIG信号；所述nCONFIG信号是所述DSP产生的开启配置过程的控制信号；

当所述nCONFIG信号为低电平时，所述FPGA固件进入配置状态；所述配置状态为所述FPGA固件停止工作的状态；

判断所述FPGA固件产生的CONF_DONE信号是否为高电平信号；所述CONF_DONE信号是所述FPGA固件在所述配置状态结束之后产生的信号；