[发明专利]一种用于PCIe异构加速卡的新型程控配置方法

权利要求书

1.一种用于PCIe异构加速卡的新型程控配置方法，其特征在于：

步骤一：生成包含PCIe固核和FPGA内部配置控制器的上电配置文件，并将其烧录至PCIe加速卡上的闪存中；

步骤二：生成具有用户自定义运算加速功能的按需加载文件，存储在计算机硬盘中；所述按需加载文件为具备完整运算加速功能的FPGA配置比特流文件去除PCIe固核和ICAP模块的剩余部分，在存储时要将其转换为四字节对齐的.bin文件；

步骤三：编译并安装对应计算机系统版本的PCIe加速卡驱动程序；

步骤四：将PCIe加速卡安装在计算机中并上电；

步骤五：PCIe加速卡上闪存中的上电配置文件将自动加载并对FPGA进行初始化配置；

步骤六：计算机将按需加载文件通过PCIe链路传输至FPGA的内部配置控制器，对FPGA进行进一步配置；计算机通过API访问PCIe加速卡驱动程序，将从计算机硬盘中读取出的按需加载文件通过PCIe链路传输至FPGA，ICAP模块根据按需加载文件中的信息刷写FPGA程序。

2.根据权利要求1所述的用于PCIe异构加速卡的新型程控配置方法，其特征在于：所述FPGA为Xilinx公司可实现PCIe固核的7系列器件；所述PCIe异构加速卡为载有所述FPGA实现运算加速功能、利用所述FPGA的PCIe固核实现PCIe端点设备功能、带有PCIe边沿接插件的硬件板卡。

3.根据权利要求1所述的用于PCIe异构加速卡的新型程控配置方法，其特征在于：在所述步骤一中，所述PCIe加速卡上的闪存为符合Xilinx 7系列FPGA主控配置模式标准的PROM芯片。

4.根据权利要求1所述的用于PCIe异构加速卡的新型程控配置方法，其特征在于：在所述步骤一中，所述上电配置文件为.bit配置比特流文件，在通过JTAG将其烧录至所述闪存时要按照配置模式和PROM芯片型号转换格式为.mcs文件并进行数据压缩。

5.根据权利要求1所述的用于PCIe异构加速卡的新型程控配置方法，其特征在于：在所述步骤一中，所述上电配置文件包含的PCIe固核能够执行PCIe链路训练、完成PCIe设备枚举以及通过PCIe链路收发数据；该文件包含的FPGA内部配置控制器为XilinxICAP模块。

6.根据权利要求1所述的用于PCIe异构加速卡的新型程控配置方法，其特征在于：在所述步骤三中，所述驱动程序负责将PCIe固核内部存储器格式的BAR映射到系统空间，并提供设备访问接口和设备写入回调函数。

7.根据权利要求6所述的用于PCIe异构加速卡的新型程控配置方法，其特征在于：计算机在向所述PCIe加速卡传输按需加载文件时采用PIO模式，向FPGA中PCIe固核内部BAR映射的存储器执行多次的双字数据写入，并最终将数据传递至ICAP模块进行刷写。