[发明专利]一种安全可靠的FPGA远程升级方法

说明书

本发明涉及一种安全可靠的FPGA远程升级方法，其中，包括：首先执行安全模式Bootrom，进入安全模式，安全模式下，系统接收现场总线远程传输来的更新数据，对包含工作模式系统镜像数据的存储介质进行更新；工作模式fsbl启动后，根据工作模式分区信息表的指引，加载后续启动所需的镜像；对工作模式镜像的fsbl进行修改，并在fsbl中加入从指定类型存储介质搜索并加载镜像的功能。本发明一种安全可靠的FPGA远程升级方法，借助FPGA本身的特性，通过双镜像配合的方式，可以避免一旦升级过程中发生突发情况导致升级失败，无法进入工作模式操作系统，依然可以进入安全模式重新对系统实现可靠的升级。

技术领域

本发明涉及一种FPGA升级技术，并基于Xilinx Zynq FPGA平台的安全可靠的FPGA远程升级方法。

背景技术

FPGA是目前在各类电子系统中大规模应用的一种关键可编程器件。由于其灵活的接口特性与强大的并行流水线计算能力，使其在航天、医疗等多个领域有着广泛的应用。

FPGA程序的烧写通常是使用专用的编程电缆连接FPGA，通过 FPGA内部的专用电路将镜像文件写入Flash中固化。然而很多场景中，需要对FPGA程序进行升级时，设备通常会处于人员不可达的场景，如井下，飞行器上，或者空间极为狭小的舱体内。这时无法连接专用的编程电缆对FPGA程序进行升级，通过以太网等现场总线将镜像文件传入FPGA，并由FPGA自行将镜像烧写入Flash是一种行之有效的远程升级FPGA程序的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全可靠的 FPGA远程升级方法，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种安全可靠的 FPGA远程升级方法，其中，包括：首先执行安全模式Bootrom，读取Bootrom Header，根据Bootrom Header 的指示获取安全模式fsbl并执行，fsbl读取分区信息表之后，首先加载安全模式FPGA配置bit文件配置FPGA逻辑，然后加载安全模式 Uboot执行；安全模式Uboot程序执行至读秒等待时，若对读秒过程不进行打断，读秒正常完成后，将工作模式镜像fsbl在QSPI Flash 中的地址写入Multiboot寄存器，然后对系统进行软复位，切断安全模式自然启动流程，使系统重新执行Bootrom程序，并从Multiboot 寄存器所指地址处查找Bootrom Header；找到工作模式Bootrom Header后，加载工作模式fsbl执行；若执行至安全模式Uboot程序读秒等待时进行打断，则控制安全模式Uboot加载安全模式操作系统镜像，进入安全模式，安全模式下，系统接收现场总线远程传输来的更新数据，对包含工作模式系统镜像数据的存储介质进行更新；工作模式fsbl启动后，根据工作模式分区信息表的指引，加载后续启动所需的镜像；对工作模式镜像的fsbl进行修改，并在fsbl中加入从指定类型存储介质搜索并加载镜像的功能。

根据本发明的安全可靠的 FPGA远程升级方法的一实施例，其中，CPU执行处理器内部固化的一小段Bootrom程序，该Bootrom 程序对CPU执行简单的初始化处理，采样启动模式引脚，并根据启动模式引脚的指示，从指定的存储介质中搜索有效的Bootrom Header以引导后续启动过程。

根据本发明的安全可靠的 FPGA远程升级方法的一实施例，其中，查找BootromHeader成功后，根据Bootrom Header的指示，定位文件；然后直接在存储介质上执行fsbl或将fsbl程序拷贝至片上 RAM并执行，此时处理器控制权交由fsbl。

根据本发明的安全可靠的 FPGA远程升级方法的一实施例，其中，从指定的存储介质中搜索有效的Bootrom Header以引导后续启动过程包括：地址0处开始对存储介质内容进行判断：若为有效的Bootrom Header，则认为查找成功，停止查找，进行后续操作；否则增加其Multiboot_addr寄存器的值，重新在该寄存器指定地址处查找。