[发明专利]远程在线更新FPGA多版本程序的方法

说明书

本发明公开的一种远程在线更新FPGA多版本程序的方法，硬件简单，实时性处理效率高，容错能力强。发明通过下述技术方案予以实现：PPC处理器接收FPGA程序远程更新指令，向CPLD发送更新指令，CPLD校验更新指令正确后，将FPGA基础版本程序从Flash加载到FPGA内部运行，然后切换Flash高位地址指向待更新功能程序版本对应的Flash区块空间，FPGA接收来自PPC待更新程序文件，采用接收数据帧CRC校验，以及全部待更新程序文件写入后，读取Flash本次更新写入的全部数据，将数据写入到对应的Flash地址空间中，从Flash中读出之前写入的数据，进行二次CRC校验的方式，把校验的结果上报PPC。

技术领域

本发明涉及一种航空综合化系统领域，通过FPGA+PPC+CPLD控制实现FPGA多版本程序远程更新的方法。

背景技术

随着航空综合化技术发展，实现的功能日益复杂，需要处理的业务也越来越多。现场可编程门阵列FPGA器件具有高密度、低功耗、高速、高可靠性等优点，在航空航天、通信、工业控制等方面得到了大量应用。通过加载不同版本的FPGA功能程序，实现不同的业务功能。由于FPGA器件采用的是SRAM工艺，在断电的情况下FPGA内的配置数据将丢失，所以需要非易失的存储器来结合FPGA完成嵌入式系统的设计。BPI(Byte-wide PeripheralInterface)Flash，具有接口简单、配置方便的特点，通常用来存储FPGA配置文件。在经过合理的配置后，系统在上电后就可以从Flash中读取配置文件来启动整个系统运行。为了能使系统得到更灵活的应用，充分发挥FPGA的灵活性、高效性，FPGA的软硬件程序都需要方便的更新和升级功能；而当形成产品后，通过JTAG工具来实现Flash更新烧写很不方便。

结合嵌入式系统应用，典型的信号处理模块，通常采用FPGA+CPLD硬件架构。利用现场可编程门阵列FPGA芯片，具有可编程灵活性高、开发周期短、并行处理能力强大的特点，把外围多个设备集成起来，采集外围设备的数据，处理实现多种通信协议。复杂可编程逻辑器件CPLD一般用做硬件加电控制、健康维护、软件程序更新加载功能。数据处理模块，通常采用PPC处理器作为主要配置芯片，负责系统的管理调度以及与上位机之间的通信。由于FPGA器件所采用SRAM工艺具有挥发性的特点，掉电后数据会丢失，因此它的配置数据需要存储在外置的非易失性存储器中，每次上电后需重新配置SRAM器件。在系统上电后，将FPGA配置程序从外部存储器载入到FPGA内部运行。在调试阶段，FPGA设计师可通过PC机连接FPGA下载电缆，采用JTAG工具调用FPGA可执行程序bit文件把程序加载到FPGA内部运行，实现功能调试。但是在系统联试后期、特别是产品交付用户之后，机箱都是封闭的，除了必要的网口接出来以外，其它的硬件调试接口就会变得不可见。此时，若要采用连接JTAG工具对FPGA程序进行升级维护，就需要打开机箱，取下信号处理模块，再挂接JTAG接口小板，连接FPGA下载电缆。采用上述升级更新FPGA程序的方式，需要相关人员携带安装专业FPGA开发环境的PC机、FPGA下载电缆及JTAG接口小板前往产品安装所在地。这样做，一方面会导致人力成本上升、用户体验性下降；另一方面，若是经常修改程序，频繁取出硬件模块，挂接FPGA下载电缆，也势必对硬件模块产生不利影响。