[实用新型]一种基于USB接口的FPGA程序加载系统

说明书

本实用新型公开了一种基于USB接口的FPGA程序加载系统，包括控制板和U盘，控制板包括主控芯片CPU和辅助控制芯片FPGA，主控芯片CPU上设有USB接口和外部存储器Flash芯片，主控芯片CPU和辅助控制芯片FPGA电连接。本实用新型提供了一种基于USB接口的FPGA程序加载系统，只要一个便携式U盘即可完成FPGA程序加载，不需要使用PC机和FPGA专业仿真器，也不需要额外的串口，以太网口等通信接口和线缆进行文件传输；简单便捷，易于实现，烧写效率高。

技术领域

本实用新型属于FPGA加载配置技术领域，特别是涉及一种基于USB接口的FPGA程序加载系统。

背景技术

在现有技术中，FPGA（Field Programmable Gate Array）现场可编程逻辑门阵列，以其灵活、实时性强的特点近年来在电力电子领域被作为辅助控制器应用越来越广泛，但是由于其架构是基于RAM 实现，每次掉电后，原来运行的代码则会丢失，所以一般的做法都是采用专用的FPGA仿真器通过JTAG接口对FPGA进行配置，或者为FPGA 配备专用的代码配置芯片，同样使用FPGA仿真器通过JTAG接口将代码配置到存储芯片中，每次重新上电后，配置芯片会为FPGA进行配置。每次升级FPGA代码后，则需要技术人员携带PC机和FPGA专用仿真器到现场，拆开控制板通过JTAG接口进行加载。一方面对控制板静电防护要求较高，拆装也比较复杂；另一方面对人员专业性要求高，还需要携带较多的设备仪器，操作步骤复杂，容易损伤控制板，工作效率相当低。

还有一些方案是将JTAG接口引出，或者干脆通过一个串口、网口实现对FPGA配置加载，以减少对控制板的拆装，但是仍然需要使用PC机才能完成配置加载。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于USB接口的FPGA程序加载系统，无需使用PC 机和FPGA专用仿真器即可完成FPGA程序加载，尤其适合操作空间狭小、降低专业化程度、提高工作效率的场合。

一种基于USB接口的FPGA程序加载系统，包括控制板和U盘，所述控制板包括主控芯片CPU和辅助控制芯片FPGA，所述主控芯片CPU上设有USB接口和外部存储器Flash芯片，所述主控芯片CPU和辅助控制芯片FPGA电连接。

以上技术方案优选的，所述主控芯片CPU通过GPIO端口或者SPI端口电连接所述辅助控制芯片FPGA的dclk，data，conf_done，nconfig和status管脚。

以上技术方案优选的，所述主控芯片CPU通过并行通信接口与所述外部存储器Flash芯片电连接。

以上技术方案优选的，所述U盘内存储有编译后的二进制文件fpga.rbf、fpga.hex或fpga.ttf。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种基于USB接口的FPGA程序加载系统，系统出现掉电时，由于新升级的二进制文件已经备份在外部存储器Flash芯片中，再次上电时主控芯片CPU会直接从外部存储器Flash芯片中读取代码对FPGA进行加载配置；本实用新型只要一个便携式U盘即可完成FPGA程序加载，不需要使用PC机和FPGA专业仿真器，也不需要额外的串口，以太网口等通信接口和线缆进行文件传输；简单便捷，易于实现，烧写效率高。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所提供的控制板硬件电路图；

图2是本实用新型一实施例所提供的FPGA加载配置时序图；

图3是本实用新型一实施例所提供的加载方法的工作流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。