[发明专利]一种静态存储型现场可编程逻辑门阵列的配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术领域，尤其涉及一种 静态存储型FPGA的配置方法。

背景技术

Xilinx公司出产的静态存储(SRAM)型FPGA器件(以下称为Xilinx  FPGA)运行时的逻辑状态由配置区的数据决定。但是Xilinx FPGA器件在 实际工作过程中可能因外部工作环境的干扰(如电压突变、无线脉冲干扰、 高能粒子撞击等)而使FPGA的配置区数据发生改变，从而影响FPGA嵌入 逻辑的正常运行。

目前一种保证配置区数据正确性的解决方式为：如图1所示，使用外部 控制电路将存储于程序存储器(PROM)的配置文件中的配置数据循环重配 置到FPGA的配置区，从而实现FPGA配置区数据的动态刷新。该方法可以 在不中断FPGA正常工作的情况下，反复向FPGA配置区写入正确的配置数 据，确保发生错误的配置区数据能得到及时更新，从而增强FPGA工作的可 靠性。

Xilinx FPGA的全部配置数据中既包括对FPGA的工作模式进行设置的 指令，也包括将要写入FPGA的配置区的数据。当对FPGA的配置区进行循 环重配置时，有部分指令和数据是不能被反复写入的，需要在重配置过程中 屏蔽掉这部分不允许反复写入的数据，如果这些不允许反复写入的数据在 FPGA工作过程中被重复写入，可能会改变FPGA嵌入逻辑的工作状态，导 致FPGA不能正常工作。

Xilinx公司的FPGA开发软件ISE在生成配置文件*.bit时，也会生成一 个数据屏蔽文件*.ll，在该数据屏蔽文件*.ll中列出了不允许反复写入的配置 数据在配置文件*.bit中的位置。因此另一种动态刷新方法为，在动态刷新时， 读取配置文件*.bit和屏蔽文件*.ll，根据两个文件进行数据分析，从而避免 写入屏蔽字。

然而，第一种解决方法只支持每次对所有配置区数据进行全部重配置， 无法保证不中断FPGA的正常工作。第二种解决方法需要将配置信息和不允 许重复写入的信息分别存放在2个不同的数据文件中，需要2块ROM芯片 保存这2个数据文件，增加了硬件的使用，而且分析过程需要对两个文件中 的信息进行解析，过程复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明针对Xilinx FPGA的配置区数据在受到外部环境干扰 的情况，提供一种SRAM型FPGA的配置方法，在循环重复刷新配置区数 据时，区分配置数据中允许反复写入FPGA的数据和不允许反复写入FPGA 的数据，从而循环重复刷新配置区数据时，避免FPGA嵌入逻辑工作状态被 改变。

为此，本发明提供了一种SRAM型FPGA的配置方法，该方法包括：

读取FPGA配置文件中的配置信息和FPGA屏蔽数据文件中的屏蔽信 息；屏蔽信息指示出禁止在FPGA嵌入逻辑工作状态下被重复写入的配置信 息在配置文件中的位置；

将读取的配置信息分解为多个数据帧，每个数据帧中包括一个FPGA配 置帧数据、对应的屏蔽信息和数据帧所含数据类型；所述屏蔽信息表示数据 帧是否允许在FPGA内部逻辑运行过程中被重复写入，数据帧所含数据类型 包括指令和数据两种；

将所有分解后的数据帧存放到一个新配置文件中，并写入存储介质；

在进行动态刷新操作时，逻辑控制电路从所述新配置文件中逐帧读入数 据帧，根据数据帧中的屏蔽信息过滤掉禁止重复写入的数据帧，仅将允许重 复写入的数据帧还原为原始的FPGA配置帧数据，并写入FPGA配置区；在 写入时，如果数据帧所含数据类型为指令，则直接写入，如果数据帧所含数 据类型为数据，则在写入数据后，进一步向FPGA填充冗余数据；

当全部新配置文件的数据帧全部被读入后，逻辑控制电路重复执行逐帧 读入、写入FPGA的操作。

在进行全局配置时，逻辑控制电路从新配置文件中逐帧读入数据帧，将 所有读取的数据帧还原为原始的Xilinx FPGA配置帧数据，并写入Xilinx  FPGA配置区；在写入时，如果数据帧所含数据类型为指令，则直接写入， 如果数据帧所含数据类型为数据，则在写入数据后，进一步向Xilinx FPGA 填充冗余数据。

较佳地，所述数据帧的帧格式包括：同步域、帧类型域、帧长度域和数 据域；

所述同步域，用于记载帧同步标记；