[发明专利]现场可编程门阵列（FPGA）的容错系统内编程

说明书

交叉引用相关申请

依据美国专利法35U.S.C.119(e)，本申请要求2006年10月16日提交的美国临时专利申请序号No.60/851,954的优先权，其教导在此被引入。

技术领域

本发明涉及一种对可编程器件如现场可编程门阵列进行编程的技术。

背景技术

某些电子系统包括一个或多个可编程器件，如现场可编程门阵列(FPGA)。典型FPGA包括半导体器件，该半导体器件具有多个由可配置逻辑块形成的可编程电路，这些逻辑块能够被设置，以生成不同逻辑关系。在电子系统内使用FPGA提供了重新配置一个或多个逻辑块来改变FPGA、由此改变该电子系统操作的能力。例如，重新配置FPGA的能力提供了以下机会：定位在电子系统制造和分发后发现的缺陷(如“故障”)。而且，FPGA的可重新配置特性允许重新编程，以便向电子系统添加新特征和能力。

虽然对于FPGA重新编程目前存在容错方法，但是这种方法缺乏简易性，且需要附加的外部部件。例如，一种技术要求使用多个外部存储器存储元件，并且只有当验证过程成功时才选择性地对其中一个存储元件编程以供使用。另一种技术用于实现本地CPU(中央处理单元)，该本地CPU能够接收编程数据，并且在把编程数据转发给FPGA或FPGA关联的存储器存储元件之前验证这种编程数据。另一种一般用于为现场可编程器件提供代码更新的方法需要使用现场更换存储元件。为了为这些器件更新操作码，必须使设备停止服务，以更换存储元件。另一种技术需要物理连接到外部编程设备，以便向现场可编程存储元件提供更新。该手动方法需要监督，因为编程过程中间发生的电源中断将造成可编程器件从存储器存储元件读取不正确数据。

因而，需要一种为系统内的可编程器件提供容错编程且克服先有技术上述缺点的技术。

发明内容

简而言之，根据本发明原理的优选实施例，提供一种对可编程器件例如但不限于FPGA进行编程的技术。该技术开始于通过边界扫描接口来查询可编程器件以识别该器件。然后，利用与器件身份标识对应的至少一个程序对该器件进行编程。然后，进行编程验证。

附图说明

图1描述了包含可编程器件的系统的示意框图，根据本发明原理的说明性实施例，通过主控制器对该可编程器件进行编程；以及

图2描述了根据本发明原理对图1的可编程器件进行编程的方法的步骤流程图。

具体实施方式

如以下更详细讨论的，根据本发明原理，提供一种以自动方式通过边界扫描接口对可编程器件如FPGA进行容错编程的技术。实际上，存在两种对FPGA重新编程的方法，一种是临时的，另一种是永久的。虽然以下描述的本发明原理的技术可适用于临时编程和永久编程，但是以下描述集中于FPGA的永久编程。FPGA一般包括存储元件，用于存储描述其行为的定制程序。该存储元件可位于FPGA内，或者可位于外部。如下所述，本发明原理的技术能够对该存储元件进行永久编程，使得FPGA能够在随后的上电状态期间读取存储元件中存储的新程序。

通过参考图1可以最佳地理解本发明原理的编程技术，图1包括系统10，该系统10包括至少一个，并且优选地包括多个执行各种信号处理功能的模块12₁-12_n。例如，这些模块中的一个或多个模块能够处理视频、音频、时间码和辅助信息中的一种或多种信息。至少一个模块如模块12₁，具有至少一个可编程器件如FPGA 14，并且可以包括其它器件如存储元件16，例如如上所述，该存储元件16可以经历根据本发明原理的编程。在操作期间，FPGA 14能够读存储元件16，以改变FPGA行为。

实际上，FPGA 14具有一个或多个可配置逻辑块(未示出)，可以响应于通过接口的FPGA的编程，对这些可配置逻辑块进行置位、然后复位。过去，对模块12₁上的FPGA 14进行容错编程典型地要求技术人员到系统10的位置，以得到模块的物理访问。技术人员常常需要专用设备来执行该任务，使得这种重新编程成本高且费时。