[发明专利]一种基于以太网链路的FPGA设备升级方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种基于以太网链路的FPGA设备升级方法及系统。

背景技术

FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在可编程逻辑器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速地烧录至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。使用FPGA电路可以快速成品，可以修改来改正程序中的错误对程序进行升级，因此，随着嵌入式技术的发展，越来越多的嵌入式设备采用FPGA芯片。

目前，FPGA广泛应用于军事、商业领域的各种电子设备和产品中，由于FPGA芯片的升级实质上是改变芯片内部的硬件结构，升级过程很复杂，因此，FPGA芯片的升级通常是由芯片供应商提供专用的存储芯片和升级装置实现的。现有技术中，在使用专用的升级装置对FPGA芯片内的程序进行升级或维护时，通常是一套专用升级装置同时只能升级1片PFGA芯片，且由于专用升级装置的使用要求，通常需要打开FPGA设备的外壳，将FPGA芯片供应商提供的专用的升级装置和FPGA芯片以及存储芯片的特定接口连接，完成升级。然而，当前大量FPGA设备中内置了多片PFGA，且对于一些插卡式机箱设备或封闭式结构电子产品出厂投入使用后，不易开盖。因此，现有技术中对采用FPGA芯片的设备的升级和维护的技术方案使用非常不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于以太网链路的FPGA设备 升级方法，解决现有技术中使用专用的升级装置对使用FPGA的设备进行升级需要打开设备外壳带来的不方便的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种基于以太网链路的FPGA设备升级系统，包括：待升级的FPGA设备、计算机，其中，

所述待升级的FPGA设备内设置有微处理器、存储器、FPGA芯片；

所述计算机与FPGA设备通过以太网接口连接，通过以太网接口向所述FPGA设备发送建立链接的数据帧，使所述FPGA设备与所述计算机建立升级链路；

所述微处理器通过SPI总线与所述存储器连接，用于将从所述计算机中读取的二进制程序文件写入所述存储器；

所述FPGA芯片通过SPI总线所述存储器连接，用于读取与其连接的所述存储器中存储的所述二进制程序文件。

进一步地，所述待升级的FPGA设备内设置有多片FPGA芯片，每片所述FPGA芯片通过SPI总线分别与所述微处理器连接。

在本发明发明的另一具体实施例中，所述待升级的FPGA设备内设置有与所述FPGA芯片数量相同的存储器，每片所述FPGA芯片通过SPI总线与一片存储器连接。

相应地，本发明还公开了一种基于以太网链路的FPGA设备升级方法，应用于前述实施例的所述的升级系统，所述方法包括：

所述计算机通过以太网接口向所述FPGA设备发送建立链接的数据帧，使所述FPGA设备与所述计算机建立升级链路；

所述微处理器通过以太网接口读取所述计算机中预先存储的二进制程序文件；

所述微处理器通过SPI总线将所述二进制程序文件写入所述存储器；

所述FPGA芯片通过SPI总线读取与其连接的存储器中存储的所述二进制程序文件；

所述FPGA重新上电，完成升级。

具体实施时，所述微处理器通过以太网接口读取的所述二进制程序文 件的数量与所述升级系统中的FPGA芯片的数量相同。

进一步地，所述微处理器通过SPI总线将所述二进制程序文件写入所述存储器，具体包括：所述微处理器通过SPI总线将多个所述二进制程序文件分别写入不同的所述存储器。

具体实施时，所述微处理器通过SPI总线将所述二进制程序文件写入所述存储器之前，所述方法还包括：所述微处理器解析所述二进制程序文件，并进行格式转换。

进一步地，所述微处理器解析所述二进制程序文件，并进行格式转换，进一步包括：所述微处理器读取所述二进制程序文件的数据段，并对所述数据段按字节执行高低位反转。