[实用新型]一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及数字电路技术领域，具体涉及一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路。

背景技术

FPGA现场可编程门阵列具有丰富的外围接口、大量的逻辑功能模块、内嵌CPU、可配置能力强、设计工程周期短的优势，使其具有构造简单，固化程度高，功能全面等特点，其被广泛应用于消费电子、汽车电子、工业控制、测试测量等广泛的领域。

FPGA现场可编程门阵列采用逻辑单元阵列的设计概念，其由内部包括可配置逻辑模块、输入输出模块、内部连线三个部分组成。现场可编程门阵列的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA需要通过编程来配置各组件的功能，通常FPGA的配置程序保存在可擦写存储器中。

FPGA现场可编程门阵列的配置程序的升级，通常采用JTAG将升级配置程序写入可擦写存储器中，用写好的可擦写存储器更换FPGA现场可编程门阵列的可擦写存储器来实现配置程序的升级。

如果只是更换一台基于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备，这种方法还是比较可行的，当涉及到几百台，甚至上千台这种设备时，这种现成更换的方法无论从效率还是工作量来说都是不可取的。基于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备使用中要经常根据应用的需要调整配置程序，现场升级更加无法满足大规模升级的需要。

实用新型内容

为了克服现有技术在对大量的基于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备进行配置程序升级时，采用现场更换配置程序存储器的技术方案，这种方案工作量大、工作效率低，其根本无法满足大量基于于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备配置程序的经常性升级，本实用新型提供一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路，包括具有以太网接口的以太网控制器、集成有I/O接口和SPI串行外设接口控制器1的ARM芯片、FPGA现场可编程门阵列、第一总线开关芯片、第一SPI Flash存储器，以太网控制器连接ARM芯片，ARM芯片通过I/O接口和SPI串行外设接口控制器1连接第一总线开关芯片，第一总线开关芯片均与第一SPI Flash存储器和FPGA现场可编程门阵列连接。

本实用新型的工作原理是，将以太网控制器的以太网接口，配置适当的网络参数，从而实现远程监控计算机通过该以太网接口和ARM芯片进行通信，接通后计算机将控制权交给ARM芯片，ARM芯片通过I/O接口和SPI串行外设接口控制器1取得第一总线开关芯片的控制权，通过第一总线开关芯片和FPGA现场可编程门阵列、第一SPI Flash存储器进行通信，取得对第一SPI Flash存储器和FPGA现场可编程门阵列的控制权，调取远程监控计算机的配置程序的升级程序，将升级程序以16进制数的形式从远程监控计算机以应用编程方式写入第一SPI Flash存储器，并配置成外部SPI FLASH启动。等所有的程序代码全部写入内部第一SPI Flash存储器之后，再通过重启FPGA现场可编程门阵列来加载新的程序。整个FPGA现场可编程门阵列的配置程序升级的过程都是在ARM芯片的控制下完成的。