[发明专利]一种基于GTX的FPGA在线升级方法及FPGA产品

说明书

本发明提出了一种基于GTX的FPGA在线升级方法及FPGA产品，方法包括以下步骤：首先对数字处理模块进行处理功能划分；然后在FPGA产品初次进行程序烧写时，利用仿真器在数字处理模块的SPI Flash单元中烧写两个程序版本，所述两个程序版本具体为：Golden程序版本和Update程序版本；将前述功能划分后对应的程序数据包分别打包到Golden程序版本和Update程序版本中；接着将数字处理模块中的SPI Flash单元的缓存区域划分为Golden缓存区域和Update缓存区域，所述Golden缓存区域和Update缓存区域之间以缓存地址Addr_mid作为分界，在SPI Flash单元的缓存区中的零位地址到Addr_mid地址为Golden缓存区域，从Addr_mid地址以后的为Update缓存区域；最后对Update缓存区域的Update程序版本通过GTX传输进行更新，从而实现对FPGA产品进行程序在线升级。

技术领域

本发明属于FPGA在线升级技术领域，具体地说，涉及一种基于GTX的FPGA在线升级方法及FPGA产品。

背景技术

随着现场可编程门阵列FPGA(Field Program Gates Array)在嵌入式计算机系统中日益广泛的应用，基于SPI flash或者BPI flash的FPGA烧写固化是FPGA硬件逻辑开发的重要组成部分，在实际应用中，基于FPGA的程序烧写一般主要有三种方法：

1.通过FPGA的JTAG接口，利用仿真器完成SPI接口的在线烧写。这种方法的优点是烧写比较简易，而且烧写过程中由于是比较稳定良好的硬件连接环境，所以烧写出现失败的情况较少出现。这种烧写方法的缺点是需要特定的FPGA开发环境，而且需要连接JTAG接口，这在系统及设计中常常会出现困难，比如不能解决远程的在线升级需求等。

2.通过ARM、DSP等嵌入式计算机微处理器完成直接针对SPI总线或者BPI总线的烧写，SPI、BPI总线直接与FPGA共用。这种方法的缺点是在不需要微处理器的环境下强行添加增加了成本和空间，不添加又难以实现。

3.通过FPGA的自身的开发逻辑接口，如UART、I2C以及本方法用到的FPGA自带的高速串行总线GTX接口等，首先进行数据的控制接收，完成接收后，将相关数据转化为SPI接口或者BPI接口的时序数据，按照相关总线协议要求进行数据烧写。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺点，提出了一种基于GTX的FPGA在线升级方法及FPGA产品，根据数据处理模块的功能划分不同的程序版本，并分区域进行缓存，通过GTX实现在线的FPGA产品的系统升级。本发明与现有技术相比，可以实现远程在线升级，且成本低下，操作简单，可靠性强。

本发明具体实现内容如下：

本发明提出了一种基于GTX的FPGA在线升级方法，用于对FPGA产品进行内部程序在线更新，所述方法具体包括以下步骤：

首先，对数字处理模块进行处理功能划分；

然后，在FPGA产品初次进行程序烧写时，利用仿真器在数字处理模块的SPI Flash单元中烧写两个程序版本，所述两个程序版本具体为：Golden程序版本和Update程序版本；将前述功能划分后对应的程序数据包分别打包到Golden程序版本和Update程序版本中；

接着，将数字处理模块中的SPI Flash单元的缓存区域划分为Golden缓存区域和Update缓存区域，所述Golden缓存区域和Update缓存区域之间以缓存地址Addr_mid作为分界，在SPI Flash单元的缓存区中的零位地址到Addr_mid地址为Golden缓存区域，从Addr_mid地址以后的为Update缓存区域；

最后，在进行FPGA产品升级时，在PC上位机/嵌入式计算机上生成升级后的Update程序版本，打包后通过网络接口传输到测试传输模块，并由测试传输模块发送给FPGA芯片，FPGA芯片将打包的升级后的的Update程序版本解析后烧写进SPI Flash单元的Update缓存区域进行更新，从而实现对FPGA产品进行程序在线升级。