[发明专利]一种PCIE设备中FPGA功能动态重构的方法及系统

说明书

本发明实施例提供一种PCIE设备中FPGA功能动态重构的方法及系统。该方法包括：PCIE设备上电后，加载第一业务功能对应的第一FPGA逻辑文件，与宿主机建立首次链接，若宿主机加载PCIE设备的第二业务功能时，通知微处理器选取第二FPGA逻辑文件，使用第二逻辑目标码对FPGA进行全局动态重构；待全局动态重构完成后，与宿主机建立二次链接。本发明实施例通过使用初始逻辑不同功能逻辑目标码，对FPGA进行全局动态重构，宿主机和PCIE设备均无需重启，两者通过二次建链重新恢复正常通信，提供新的功能服务，使设备能够在正常工作过程中，动态替换为新的已知或未知功能，更加通用、灵活，扩展性更强，适用场景更加丰富。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种PCIE设备中FPGA功能动态重构的方法及系统。

背景技术

在PCIE设备领域，为有效降低设备的尺寸、功耗及成本，同时兼顾设备的计算性能，通常将采用单片FPGA芯片实现PCIE接口及板卡主要功能的设计作为优选方案，而如何更好的发挥该方案的工作效能，在资源受限的情况下，实现对设备功能的按需动态更替，提升设备的通用性、灵活性和扩展性，是PCIE设备研制厂商长久以来一直在关注的问题。

针对基于单芯片FPGA设计的PCIE设备，主要通过FPGA逻辑动态加载来实现设备功能的动态更替，通常的方法是使用FPGA逻辑局部动态加载方式，该方式主要缺点在于只能对有限个已预置功能模块进行切换，扩展性有限，而采用FPGA逻辑全局动态加载方式虽可以面向未知功能，但同时面临加载后设备通信中断的问题。

而传统的FPGA逻辑升级模式，主要采用FPGA主动加载PROM内存储的新逻辑目标码实现，虽然针对升级场景效率较高，但在需要多个逻辑频繁切换时，存在存储空间分配与反复擦写等问题。

发明内容

本发明实施例提供一种PCIE设备中FPGA功能动态重构的方法及系统，用以解决现有技术中实现设备功能动态更新时，仅通过使用FPGA局部动态加载方式，扩展性较差，且灵活度不高的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种PCIE设备中FPGA功能动态重构的方法，包括：

待PCIE设备上电后，加载所述PCIE设备的第一业务功能对应的第一FPGA逻辑文件，与宿主机建立首次链接，所述第一FPGA逻辑文件包含第一逻辑目标码；

若所述宿主机加载所述PCIE设备的第二业务功能时，通知微处理器选取所述第二业务功能对应的第二FPGA逻辑文件，所述第二FPGA逻辑文件包含第二逻辑目标码，使用所述第二逻辑目标码对FPGA进行全局动态重构；

待所述全局动态重构完成后，与所述宿主机建立二次链接，所述宿主机完成对所述第二业务功能的调用。

优选地，所述使用所述第二逻辑目标码对FPGA进行全局动态重构，之前还包括：

通知所述宿主机停止对所述PCIE设备的全部功能调用，并中断与所述PCIE设备的通信。

优选地，所述与宿主机建立首次链接，具体包括：

由所述FPGA内置的flash芯片加载所述第一FPGA逻辑文件，所述第一FPGA逻辑文件包含PCIE接口IP核；

通过所述PCIE接口IP核扫描RC控制器下的所述PCIE设备，为所述PCIE设备分配总线资源，建立所述首次链接，并记录所述PCIE设备的总线信息；

待所述首次链接完成，通过驱动程序将所述PCIE设备的BAR空间寄存器的完整内容记录至系统全局变量。

优选地，所述全局动态重构，具体包括：

由所述微处理器配置所述FPGA，使所述FPGA被动加载所述第二逻辑目标码，所述第二逻辑目标码包含所述PCIE接口IP核；