[发明专利]一种基于网络的多片FPGA调试系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于网络的多片FPGA调试系统，包括PC端、服务器软件、网络交换机、多个带有网口的FPGA板；本发明将传统的目标FPGA板系统现场调试方法网络化，使得调试人员可通过互联网远程对目标FPGA板级系统进行调试维护，提高了开发与调试效率，降低了维护成本。本发明采用网线或光纤进行程序的烧写与调试，打破了JTAG线缆长度限制且要连接PC电脑，特殊的工作场景只需要有网络，连接上网络交换机就能适用，简单且维护成本低，支持点对点调试与分析的同时也支持对多对多批量调试与分析。本发明在PC端接收数据然后转为UDP协议下发，UDP消耗的资源很少，因此只要求FPGA板卡带网口，对资源的要求降低了。

技术领域

本发明属于远程智能测控技术领域，具体涉及一种基于网络的多片FPGA调试系统和方法。

背景技术

现场可编程门阵列FPGA(Field-ProgrammableGateArray)，因资源丰富，使用灵活，数据处理及运算速度快而被普遍使用。XILINX(赛灵思)是全球领先的可编程逻辑完整解决方案的供应商，该公司的FPGA在国内嵌入式信号处理领域应用广泛。对FPGA进行在线实时分析与调试是检验硬件设计逻辑正确性的重要手段。当前，对FPGA的调试通常采用的方式为安装有编译软件的PC机通过一根USB转JTAG接口的线缆与FPGA板连接进行。

但此调试方式存在以下几个问题：JTAG线缆长度受限，远程调试受阻；调试方式只能点对点，不支持多对多，效率低下；产品出现问题，仅能奔赴现场解决，导致升级维护成本高；对于实验室教学与个人学习情境，远程操作功能的缺失，导致带来调试操作困难、实验室建设成本颇高和学习意愿大幅下降等弊端。

目前，已公开的FPGA远程调试系统与方法专利如(申请号：201910587789.8)一种基于Zynq平台通过以太网远程调试FPGA的方法，该技术存在的问题是只能实现多对一的调试与分析，多对多批量调试与分析不支持，且该方式有平台限制；如(申请号：201710252578.X)一种FPGA远程调试系统及远程调试方法，该技术存在的问题是目标FPGA板要通过JTAG线缆与目标计算机主机连接，但JTAG线缆长度有限且要连接PC电脑，对于特殊的工作场景(如野外或狭小的空间等)非常不适用，同时该技术只支持点对点不支持对多对多批量调试与分析。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于网络的多片FPGA系统调试与批量升级方法，通过组建互联网模式或局域网模式可以对连接在网络交换机上的带网口的FPGA目标板进行批量化的远程调试与分析。

本发明的技术方案为：

一种基于网络的多片FPGA调试系统，包括

PC端、服务器软件、网络交换机、多个带有网口的FPGA板；

所述PC客户端包括有调试软件和远程更新软件，用于用户交互、显示信息、发送更新数据包、接收调试回应包和FPGA板连接成功及更新成功反馈回的心跳信息；

所述网络交换机用于接收来自PC端发送来的更新数据包并转发至各个带有网口的FPGA板，接收通过FPGA板各网口发送来的数据包并转发给PC端进行解析；所述网络交换机和带有网口的FPGA板按照UDP协议规则进行数据交互；

所述带有网口的FPGA板通过网口接收网络交换机转发过来的更新数据包并在内部进行接口转换和协议转换，并将所述更新数据包烧录进FPGA芯片；

所述PC端与网络交换机通过网络或光纤通信，网络交换与多FPGA板通过网络或光纤通信。

进一步的，还包括服务器软件，所述服务器软件运行于远程服务器上，所述远程服务器分别与PC端和网络交换机通信连接；

或者，所述服务器软件运行于PC端。