[发明专利]一种基于串行通讯的FPGA在线升级方法

权利要求书

1.一种基于串行通讯的FPGA在线升级方法，适用于惯性组合产品的FPGA在线升级，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：通过地测设备将FPGA的编程数据文件传输至DSP，DSP暂存编程数据文件至存储芯片，DSP校验编程数据文件的正确性；如果校验正确，通知FPGA开始升级，进入步骤二；如果校验错误，通知地测设备重新传输FPGA的编程数据文件；

步骤二：FPGA进入升级状态，FPGA开始接管配置芯片通讯接口，擦除配置芯片；

步骤三：DSP将FPGA的编程数据文件分块传输至FPGA，FPGA每接收一块编程数据文件，进行数据校验；如果校验正确，通过配置芯片通讯接口写入配置芯片；如果校验错误，返回步骤二，直到DSP传输完所有编程数据文件，通知FPGA开始升级校验；

步骤四：FPGA进入升级校验状态，FPGA从配置芯片分块读出编程数据文件，同时回传至DSP，直至回传所有编程数据文件，通知DSP回传完成；

步骤五：DSP使用存储芯片中的编程数据文件与FPGA回传的编程数据文件进行对比校验，如果校验正确，FPGA升级成功，FPGA配置升级后的编程数据文件，如果校验错误，进入步骤二，直至FPGA升级成功。

2.根据权利要求1所述的基于串行通讯的FPGA在线升级方法，其特征在于，步骤三具体包括以下步骤：

步骤3.1、DSP发送第1块编程数据文件，FPGA接收到第1块编程数据文件后，如果校验正确，回复正确应答，DSP收到后进入下一步，如果校验错误，回复错误应答，DSP收到后返回步骤二；

步骤3.2、DSP发送启动烧写命令帧，FPGA接收到命令帧后，把第1块编程数据文件写入配置芯片，同时向DSP发送上传数据请求，进入下一步；

步骤3.3、DSP收到请求，发送下一块编程数据文件；

步骤3.4、FPGA接收编程数据文件后，如果校验正确，写入配置芯片，同时向DSP发送上传数据请求，返回步骤3.3，如果校验错误，回复错误应答；DSP收到错误应答后，返回步骤二；直到DSP传输完所有编程数据文件，通知FPGA开始升级校验。

3.根据权利要求2所述的基于串行通讯的FPGA在线升级方法，其特征在于：步骤一中地测设备通过逐帧传递的方式将FPGA的编程数据文件传输至DSP。

4.根据权利要求3所述的基于串行通讯的FPGA在线升级方法，其特征在于，步骤一具体包括以下步骤：

步骤1.1、地测设备发送FPGA升级命令至DSP，DSP响应后进入下一步；

步骤1.2、地测设备发送一帧编程数据至DSP，DSP校验正确，存储编程数据至存储芯片中，同时回复正确响应后，开始传输下一帧；如果校验错误，回复错误响应，返回步骤1.1。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于串行通讯的FPGA在线升级方法，其特征在于：所述惯性组合产品还包括FPGA配置控制电路；

步骤五中，FPGA升级成功后，DSP使用GPIO控制FPGA配置控制电路的状态，直接控制FPGA配置升级后的编程数据文件。

6.根据权利要求5所述的基于串行通讯的FPGA在线升级方法，其特征在于：所述FPGA配置控制电路包括上拉电阻、电容以及微处理器监控芯片；

DSP的GPIO引脚与微处理器监控芯片的MR引脚连接，微处理器监控芯片的RESET引脚与FPGA的PROG_B引脚连接；

DSP的GPIO引脚默认高阻状态，通过上拉电阻保证FPGA配置控制电路正常工作时MR引脚为高电平；当FPGA升级成功后，DSP控制GPIO信号变为低电平，低电平保持500ns以上变为高电平，此后微处理器监控芯片的RESET信号输出200ms低电平，之后FPGA配置升级后的编程数据文件。

7.一种惯性组合产品FPGA升级方法，其特征在于：包括惯性组合产品处于设计、调试阶段的升级以及惯性组合产品交付后的升级方法；

惯性组合产品处于设计、调试阶段的升级为：

通过专用的USB下载器或编程器，为FPGA配置用非易失性存储器与PC之间建立连接，通过PC端专用下载程序把新的FPGA编程数据存入FPGA配置用非易失性存储器，完成FPGA的升级；或采用权利要求1-6任一所述基于串行通讯的FPGA在线升级方法实现FPGA的升级；

惯性组合产品交付后的升级方法为：采用权利要求1-6任一所述基于串行通讯的FPGA在线升级方法实现FPGA的升级。