[发明专利]一种基于RS422和CAN总线的FPGA远程在线调配装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于RS422和CAN总线的FPGA远程在线调配装置及方法，其通过利用CAN总线可靠性高和组网节点多的特点组建远程控制网络，同时利用RS422总线抗干扰能力强和可实现同步数据通信的特点组建FPGA在线调试与配置网络，实现对复杂系统中众多FPGA的远程在线调试与配置。整个装置由人机交互模块、CAN总线模块、RS422总线模块和多个远程调试与配置模块组成。本发明解决了很多复杂系统中由于FPGA个数众多，结构拆卸复杂等原因造成的FPGA器件调试困难，可维修性差等一系列问题，提高了产品的研制效率和系统的可调性，具有组网简单、易于集成、功能强大、通用性移植性强等有益效果。

主权项

一种基于RS422和CAN总线的FPGA远程在线调配装置，其特征在于，包括人机交互模块、CAN总线模块、RS422总线模块和若干个远程调试与配置模块，其中：所述人机交互模块包括远程调试控制软件、FPGA调试与配置软件和FPGA下载器，其中：所述远程调试控制软件用于选择需要在线调试和配置的FPGA芯片，并将FPGA芯片所处位置信息通过接口发送给CAN总线模块，同时接收从CAN总线模块回传过来的远程调试与配置模块的状态信息；所述FPGA调试与配置软件用于FPGA调试参数的设置和配置文件的选择，并最终生成FPGA调试与配置数据；所述FPGA下载器用于将特定接口形式的FPGA调试与配置数据转换为JTAG模式TTL电平形式的信号；所述CAN总线模块包括CAN调试器和CAN总线网络，其中：所述CAN调试器用于将人机交互模块传送过来的特定接口形式的所需调试FPGA芯片位置信息转换为CAN总线形式，通过CAN总线网络进行广播，传送给所有的远程调试与配置模块，同时通过CAN总线网络接收远程调试与配置模块的CAN总线形式的状态信息，转换为特定接口形式的信息回告给人机交互模块；所述CAN总线网络以特定的拓扑结构来组成一个多节点双工通讯控制网络，实时传递人机交互模块的命令信号和远程调试与配置模块的状态信息；所述RS422总线模块包括RS422调试器和RS422总线网络，其中：所述RS422调试器用于将人机交互模块传送过来的TTL电平形式的FPGA调试与配置数据转换为RS422总线形式，通过RS422总线网络进行广播，传送给所有的远程调试与配置模块，同时通过RS422总线网络接收远程调试与配置模块的RS422总线形式的所需调试与配置FPGA芯片内核逻辑信息，转换为TTL电平形式的信息回传给人机交互模块并在FPGA调试与配置软件上显示；所述RS422总线网络以特定的拓扑结构来组成一个多节点双工通讯控制网络，实时传递人机交互模块的FPGA调试与配置数据和所需调试与配置FPGA芯片内核逻辑信息；每个所述远程调试与配置模块包括远程控制模块、多个FPGA芯片以及多个通信模块，其中：所述远程控制模块包括CAN收发器和微控制器，用于接收CAN总线模块传送的所需调试FPGA芯片的位置信息，并根据该位置信息判断所需调试FPGA芯片是否属于本远程调试与配置模块；每个所述通信模块包括RS422接收器和RS422发送器，用于将RS422总线模块传送的FPGA调试与配置数据由RS422总线形式转换为TTL电平形式来调试与配置FPGA芯片，同时将所需调试与配置FPGA芯片送出的内核逻辑信息由TTL电平形式转换为RS422总线形式，传送给RS422总线模块并最终在人机交互模块的FPGA调试与配置软件上显示。