[发明专利]一种通过PCIE进行FPGA在线升级的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及FPGA在线升级领域，尤其涉及一种通过PCIE进行FPGA在线升级的方法和系统。

背景技术

当前配置FPGA的方法是针对带有PCIE功能的主机从设备，设备中不需要使用其它控制器件控制FPGA的配置时序，主机通过PCIE将配置文件写入到配置芯片中，并且通过寄存器控制FPGA关闭FPGA的电源开关后，重新对FPGA供电，即整个FPGA的在线升级完成。

如图1、2所示，传统FPGA升级方法中直接通过JTAG链升级，这种方法为最常用，但对于装入机箱的设备卡使用JTAG链升级相对比较麻烦，当机箱内设备较多，或者内部空间较小时，没有足够的空间将JTAG线插入到FPGA板卡上，则必须将板卡拔出才能进行重新配置，这样频繁操作会影响到FPGA板卡上的PCIE接口的稳定性。

设备中直接包含CPLD或者ARM、单片机等，通过对FPGA配置时序的控制完成FPGA在线升级，当板卡上空间有限，且器件密度较高时，板卡中本身没有CPLD、ARM或者单片机做控制功能，则不能利用上述方法对FPGA进行配置，使用上述方法不仅增加了板卡成本而且不能满足板卡硬件设计的要求。

发明内容

本发明所要解决是基于PCIE的FPGA设备在线升级的技术问题。

本发明公开一种通过PCIE进行FPGA在线升级的方法，包括：

步骤1，主机通过PCIE接口要求对FPGA进行在线升级，FPGA进入初始化状态，准备配置功能信息；

步骤2，主机设置配置寄存器并将配置文件写入到配置芯片，写入完成后，FPGA将配置功能信息写完成标志发送回主机；

步骤3，主机接收到完成命令之后，读取配置芯片的数据功能信息进行校 验，通过对FPGA进行充、放电操作，完成升级配置。

所述通过PCIE进行FPGA在线升级的方法，所述步骤2还包括：

步骤21，校验是否正确，如果正确主机向FPGA电源控制寄存器写入使能标志，使能FPGA向电源控制芯片的使能引脚发送低电平信号，使电源控制芯片断开对FPGA的供电功能，即关闭FPGA的供电电源；

步骤22，校验错误，重新执行主机通过配置寄存器将配置文件写入到配置芯片。

所述通过PCIE进行FPGA在线升级的方法，还包括：

步骤31，在FPGA断电后，电源控制芯片的使能引脚由于使用外部上拉控制，使其有效，使能电源控制芯片重新对FPGA进行供电，FPGA在重新上电后，开始进入初始配置状态，完成配置后，即可和主机进行正常通信功能。

本发明公开一种通过PCIE进行FPGA在线升级的系统，包括：

用户模块，用于主机通过PCIE接口要求对FPGA进行在线升级，FPGA进入初始化状态，准备配置功能信息；

配置模块，用于主机通过配置寄存器将配置文件写入到配置芯片，写入完成后，FPGA将配置功能信息写完成标志发送回主机；

升级模块，用于主机接收到完成命令之后，读取配置芯片的数据功能信息进行校验，通过对FPGA进行通、放电操作，完成升级配置。

所述通过PCIE进行FPGA在线升级的系统，所述配置模块还包括：

校验模块，用于校验是否正确，如果正确主机向FPGA电源控制寄存器写入使能标志，使能FPGA向电源控制芯片的使能引脚发送低电平信号，使电源控制芯片断开对FPGA的供电功能，即关闭FPGA的供电电源；校验错误，重新执行主机通过配置寄存器将配置文件写入到配置芯片。

所述通过PCIE进行FPGA在线升级的系统，还包括：

控制模块，用于在FPGA断电后，电源控制芯片的使能引脚由于使用外部上拉控制，使其有效，使能电源控制芯片重新对FPGA进行供电，FPGA在重新上电后，开始进入初始配置状态，完成配置后，即可和主机进行正常通信功能。

所述通过PCIE进行FPGA在线升级的系统，其特征在于，还包括：

PCIE中设置多片FPGA，将第一片FPGA作为主FPGA，其他FPGA作为从FPGA，使用所述系统完成升级配置。

本发明的有益效果为：