[发明专利]一种基于串行通讯的FPGA在线升级方法

说明书

本发明涉及一种FPGA升级方法，具体涉及一种基于串行通讯的FPGA在线升级方法。克服惯性组合产品完成交付后，传统升级方法，因需拆解产品，导致升级维护成本高的技术问题。本发明仅使用惯性组合产品的常用方案，无需额外增加设备和器件，在惯性组合产品交付用户后，通过串行通讯接口在线升级FPGA程序，使惯性组合产品在外场升级FPGA程序时，不用拆解即可完成FPGA程序的升级；同时不影响，惯性组合产品处于设计、调试阶段，使用专用USB下载器或编程器进行FPGA的调试、升级。

技术领域

本发明涉及一种FPGA升级方法，具体涉及一种基于串行通讯的FPGA在线升级方法。

背景技术

FPGA(现场可编程门阵列)是在PAL、GAL等逻辑器件基础之上发展而来，属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑阵列。其基本结构一般包括可编程的输入输出模块IOB，可配置逻辑模块CLB，布线资源等。对这些FPGA内部硬件资源加载不同的编程数据，使其组织为特定结构，即可实现用户所需要的FPGA逻辑功能，且FPGA允许无限次的编程。

FPGA一般是基于SRAM查找表技术，编程数据保存于SRAM中，SRAM掉电后编程数据立即丢失，所以需要外挂非易失性存储器保存编程数据。FPGA上电后自动从非易失性存储器中获取编程数据加载于内部SRAM中，此过程称为FPGA配置。FPGA支持多种配置模式，包括主动配置方式、被动配置方式和JTAG配置方式。

惯性组合广泛应用于海、陆、空、天各种武器平台的导航、制导与控制系统中，是现代武器系统的核心装置。FPGA以其优越的扩展接口、逻辑控制和数字信号处理能力，使其大量应用于惯性组合产品中，因此FPGA的程序升级方式也成为惯性组合产品的关注点。

当惯性组合产品的FPGA程序需要升级时，传统方法通过专用的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。

采用该方法，当惯性组合产品处于设计、调试阶段，通过专用的USB下载器或编程器可完成FPGA程序的升级。但是当惯性组合产品已经交付用户时，升级FPGA程序就需要打开产品的罩盖，某些产品FPGA的安装部位特殊，很难连接USB下载器或编程器，还需要进行产品拆解，或产品已经安装于整个系统时，更是难以拆解，FPGA程序升级的维护成本大大增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于串行通讯的FPGA在线升级方法，克服惯性组合产品完成交付后，传统升级方法，因需拆解产品，导致升级维护成本高的技术问题。本发明仅使用惯性组合产品的常用方案，无需额外增加设备和器件，在惯性组合产品交付用户后，不用拆解即可完成FPGA程序的升级；同时不影响，惯性组合产品处于设计、调试阶段，使用专用USB下载器或编程器进行FPGA的调试、升级。

本发明的技术方案是提供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，其特殊之处在于，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，此后至惯性组合产品断电前，不能通过专用USB下载器或编程器访问配置芯片；

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；