[发明专利]一种基于MicroBlaze软核的FPGA在线升级的系统及方法

权利要求书

1.一种基于MicroBlaze软核的FPGA在线升级的系统，包括集成在设备端的FPGA，其特征在于：还包括集成在设备端的微处理器以及远端计算机；远端计算机与微处理器通过以太网连接；所述FPGA上运行MicroBlaze软核，MicroBlaze软核通过LocalBus总线和微处理器连接通信，MicroBlaze软核通过Qspi总线外接Flash设备作为存储器；

所述远端计算机能够将升级文件通过以太网发送给微处理器，并提供错误重传机制；所述微处理器能够向MicroBlaze软核发送升级指令和升级数据，并反馈升级信息；所述FPGA能够运行MicroBlaze软核，所述MicroBlaze软核能够接收微处理器发送来的升级指令和升级数据，并将升级数据写入至所述Flash设备；

所述Flash设备中的空间分为开关区、Golden区和Update区；其中：开关区存储开关字和跳转字，开关字为开则跳转至跳转字指定的区域运行，为关则从Golden区域启动；所述Golden区用于存储能使FPGA正常启动的稳定版本FPGA配置文件；所述Update区用于存储升级版本的FPGA配置文件。

2.根据权利要求1所述一种基于MicroBlaze软核的FPGA在线升级的系统，其特征在于：开关区、Golden区和Update区在Flash地址从低到高。

3.根据权利要求1所述一种基于MicroBlaze软核的FPGA在线升级的系统，其特征在于：MicroBlaze软核能够例化双口RAM IP核，双口RAM一端由MicroBlaze软核访问，另一端通过LocalBus总线挂载在微处理器上由微处理器访问；微处理器以生产者角色向双口RAM放入升级数据，MicroBlaze软核以消费者角色从双口RAM取出升级数据。

4.一种基于MicroBlaze软核的FPGA在线升级方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：远端计算机通过以太网将Flash中的跳转指令发送给微处理器，微处理器通过LocalBus总线发送给FPGA中的MicroBlaze软核，MicroBlaze软核根据跳转指令将开关字和跳转字通过Qspi总线存储到Flash中的开关区；

步骤2：远端计算机通过以太网将升级数据和校验值发送至微处理器，微处理器收到数据后确认数据的正确性，若数据传输有误，则远端计算机进行数据重传；

步骤3：微处理器将升级数据和校验值分片后通过LocalBus发送至运行于FPGA上的MicroBlaze软核，MicroBlaze软核校验接收到的分片数据，若数据有误则微处理器进行数据重传；

步骤4：MicroBlaze软核将分片数据写入到Flash中，在所有数据写入Flash后，对全部写入数据进行校验。

5.根据权利要求4所述一种基于MicroBlaze软核的FPGA在线升级方法，其特征在于：步骤3中，MicroBlaze软核例化双口RAM IP核实现微处理器和MicroBlaze软核之间交换数据；双口RAM一端由MicroBlaze软核访问，另一端通过LocalBus总线挂载在微处理器上由微处理器访问；微处理器以生产者角色向双口RAM放入升级数据，MicroBlaze软核以消费者角色从双口RAM取出升级数据。

6.根据权利要求4所述一种基于MicroBlaze软核的FPGA在线升级方法，其特征在于：步骤3和步骤4中，MicroBlaze软核上运行FPGA升级程序，时刻侦听微处理器是否有升级指令，若收到升级指令，则关闭开关字，擦除Flash中的Update区，然后接收微处理器发送过来的升级数据，并校验数据的正确性，将准确数据写到Flash中，最后打开开关字。