一種實現(xiàn)自身加載和更新可執(zhí)行文件的fpga系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及信息通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種實現(xiàn)自身加載和更新可執(zhí)行文件的FPGA系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]FPGA采用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array)這樣一個概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB(Conf igurable Logic Block)、輸出輸入模塊10B(Input Output Block)和內(nèi)部連線(Interconnect)三個部分?，F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是可編程器件，與傳統(tǒng)邏輯電路和門陣列(如PAL，GAL及CPLD器件)相比，F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)。FPGA利用小型查找表(16X1RAM)來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動1/0，由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到1/0模塊。FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與1/0間的聯(lián)接方式，并最終決定了 FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程。
[0003]FPGA使用非常廣泛，本身可執(zhí)行文件加載是一個重要的功能，解決遠程加載是提高效率的一個重要手段。目前，解決遠程加載FPGA的方法主要有兩個，一個是通過外掛一個CPU，通過1總線或者CPLD把可執(zhí)行文件燒錄到FPGA中，這樣就存在需要額外的cpu資源，設(shè)備掉電后需要從新加載，既浪費，也不易使用；另一個是通過JTSA進行FPGA的加載，但是每次使用JTSA加載FPGA，需要每次到設(shè)備的現(xiàn)場去加載，并且要拆卸設(shè)備等，非常不方便。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種可通過FPGA自身實現(xiàn)加載和更新可執(zhí)行文件，無需依賴額外CPU即可實現(xiàn)遠程加載FPGA的實現(xiàn)自身加載和更新可執(zhí)行文件的FPGA系統(tǒng)。
[0005]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種實現(xiàn)自身加載和更新可執(zhí)行文件的FPGA系統(tǒng)，包括依次通過串行總線連接的FPGA、選擇器、串行閃存，所述FPGA還通過TCP鏈接與負責存儲FPGA可執(zhí)行文件的PC機相連。
[0006]系統(tǒng)由FPGA和串行閃存，選擇器3個部分組成。PC機負責存儲FPGA可執(zhí)行文件。
[0007]FPGA實現(xiàn)的功能:模擬出軟核處理器，帶有網(wǎng)口，串口，串行等外圍設(shè)備功能;提供串行控制器部分;從串行閃存自動加載可執(zhí)行文件。
[0008]串行閃存實現(xiàn)的功能:存儲FPGA可執(zhí)行文件;提供串行總線從設(shè)備部分。
[0009]選擇器實現(xiàn)的功能:在同一時刻仲裁出一個串行總線主設(shè)備，來訪問串行閃存。
[0010]為更好的實現(xiàn)本實用新型，進一步地，所述FPGA內(nèi)包括處理器，所述處理器主要由通過內(nèi)部總線相連的定時器、串口、通用管腳、以太網(wǎng)、內(nèi)存管理單元、動態(tài)內(nèi)存分配、計算單元以及高速緩存構(gòu)成，處理器通過串行總線與選擇器相連，還通過TCP鏈接與負責存儲FPGA可執(zhí)行文件的PC機相連。
[0011]串口是一種異步收發(fā)傳輸器，是電腦硬件的一部分。將資料由串行通信與并行通信間作傳輸轉(zhuǎn)換，作為并行輸入成為串行輸出的芯片，通常集成于其他通訊接口的連結(jié)上。
[0012]通用管腳又被稱為總線擴展器，利用工業(yè)標準I2C、SMBus或串行接口簡化了I/O 口的擴展。當微控制器或芯片組沒有足夠的I/O端口，或當系統(tǒng)需要采用遠端串行通信或控制時，通用管腳產(chǎn)品能夠提供額外的控制和監(jiān)視功能。
[0013]以太網(wǎng)是指的由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測)技術(shù)，并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。
[0014]內(nèi)存管理單元是中央處理器(CPU)中用來管理虛擬存儲器、物理存儲器的控制線路，同時也負責虛擬地址映射為物理地址，以及提供硬件機制的內(nèi)存訪問授權(quán)，多用戶多進程操作系統(tǒng)。
[0015]動態(tài)內(nèi)存分配是數(shù)字信號處理器(DSP)中用于快速數(shù)據(jù)交換的重要技術(shù)，它具有獨立于CPU的后臺批量數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠滿足實時圖像處理中高速數(shù)據(jù)傳輸要求。
[0016]計算單元即算術(shù)邏輯部件運算器。
[0017]高速緩存即快速緩沖貯存區(qū)。
[0018]為更好的實現(xiàn)本實用新型，進一步地，所述FPGA內(nèi)還設(shè)有串行總線主設(shè)備，串行閃存內(nèi)設(shè)有串行總線從設(shè)備，串行總線主設(shè)備和串行總線從設(shè)備均通過SPI總線與選擇器連接。
[0019]為更好的實現(xiàn)本實用新型，進一步地，所述Ethernet為標準以太網(wǎng)。
[0020]為更好的實現(xiàn)本實用新型，進一步地，所述串行閃存的型號為W25X10。
[0021]為更好的實現(xiàn)本實用新型，進一步地，所述選擇器為4選I的數(shù)據(jù)選擇器。
[0022]為更好的實現(xiàn)本實用新型，進一步地，所述PC機為臺式電腦。
[0023]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0024](I)本實用新型通過在FPGA內(nèi)部邏輯模擬出軟核處理器，解決了遠程加載FPGA依賴額外CPU的難題，無需額外的CPU資源，系統(tǒng)斷電后，無需重新加載，節(jié)約了資源，方便使用；
[0025](2)本實用新型支持動態(tài)升級，系統(tǒng)可直接加載FPGA可執(zhí)行文件，無需到現(xiàn)場加載和拆卸，提高了遠程加載FPGA的效率；
[0026](3)本實用新型結(jié)構(gòu)原理簡單，使用安全方便，適宜廣泛應(yīng)用在FPGA的遠程加載中。
【附圖說明】
[0027]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其他特征、目的和優(yōu)點將會變更為明顯:
[0028]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意框圖；
[0029]圖2為軟核處理器模擬元器件框圖；
[0030]圖3為本實用新型中儲存可執(zhí)行文件的流程框圖；
[0031]圖4為本實用新型中加載可執(zhí)行文件的流程框圖。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0033]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固