[发明专利]FPGA配置程序的烧写方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可编程逻辑阵列（FPGA）配置程序的烧写方法。

背景技术

常用的FPGA各种组合逻辑的功能通常通过查找表实现。FPGA查找表的物理结构为静态存储器（SRAM）。SRAM中的内容决定了查找表的功能。由于SRAM的易失性，断电后会丢失数据，每次工作之前需要从外部加载配置程序。一般加载配置程序分为主动式和被动式，主动式FPGA将配置程序从外部的配置芯片读入查找表的SRAM；被动式由外部的CPU控制加载过程，CPU将配置程序写入FPGA的SRAM中。

现有典型的配置程序烧写方法有以下两种：

方法1：参阅图4，用厂家提供的专用烧写电缆，将配置程序下载到配置芯片中，上电启动的时候FPGA从配置芯片中读取配置信息。该方法简单适用，是开发者常用的一种方式，但是下载电缆需要连接到专用下载口上，如果电路板装入设备内部后要升级FPGA配置程序，只能将电路板拆卸下来才能烧写程序，设备的可维护性差，也有的设计中将专用下载口通过电缆连接到设备外部来解决升级时可维护性差的问题，但是这样会破坏外观，或者增加板卡接插件引脚数量，从而增加成本。

方法2：参阅图5，配置器通过系统中已有网口、USB、串口等将配置信息写入微处理器,配置信息通过微处理器写入连接到微处理器上的配置芯片中。上电启动的时候，首先微处理器启动，然后微处理器将配置信息从与之连接的配置芯片中读取FPGA的配置程序，并将配置程序按照FPGA被动配置的时序写入FPGA中，完成FPGA的配置。该方法可以通过连接在微处理器上的已有网口，USB，串口等更新FPGA的配置程序，设备可维护性好，不用在设备的外部额外增加FPGA的专用下载口。如果用网口的话也可以进行远程网络升级FPGA配置程序。但该方法有两个缺点：

1、配置器、微处理器中程序没有开发好之前不能够烧写FPGA程序，因此FPGA的调试滞于系统中其他的部分的调试；

2、FPGA启动慢，上电后必须等微处理器启动完毕以后，才能够开始加载FPGA的配置程序。

发明内容

本发明的任务是针对上述现有技术存在的不足之处，提出一种启动快，可维护性好，配置程序烧写方便，支持多种烧写手段的烧写方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种FPGA配置程序的烧写方法，其特征在于具有如下技术特征，用计算机作为配置器，以带网络接口的PowerPC作为微处理器，将包含接口转换电路的FPGA通过烧写电缆连接配置器，配置芯片通过Flash接口采用主动配置的方式连接FPGA，经FPGA双向Flash接口连接读写配置芯片数据的微处理器连接在配置器与FPGA之间组成一个FPGA配置程序烧写系统；在烧写过程中，配置软件从位于配置器内的配置程序文件中读取配置数据，组成包含数据长度、配置数据、数据包编号、校验和的烧写请求包，配置软件通过微处理器和配置器之间的自定义烧写电缆将烧写请求包发送到微处理器；微处理器根据烧写请求包的数据包编号，计算配置数据在配置芯片中的地址ADDRESS，将烧写请求包中的数据依次写入配置芯片中ADDRESS到ADDRESS+N的地址空间内；写完后将配置数据读出和写入的配置数据进行比较，完成烧写请求包的校验；校验后，微处理器向配置器发送烧写成功确认包。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

本发明通过在配置芯片和FPGA之间采用主动配置的方式连接烧写配置程序，可以采用原厂提供的下载线烧写配置程序；FPGA的主动配置引脚在完成FPGA配置以后可以设置为用户使用的引脚，可以通过微处理器和FPGA访问配置芯片，因此烧写配置程序可以通过网口，串口，USB将烧写数据发送到微处器，由微处理器和FPGA完成对配置芯片的烧写，因此本发明支持原厂提供的下载线烧写、网口、串口、USB烧写。

本发明烧写配置程序方法相对于现有技术方法1可以支持网口，串口，USB等多种烧写手段，配置程序烧写方便，因此采用该配置程序烧写方法的设备具有可维护性好的特点；相对于现有技术方法2，在微处理器启动的同时可以加载FPGA配置程序，因此具有启动快的特点。

附图说明

图1本发明所述FPGA烧写方法一个实施例的硬件线路连接框图。

图2 是本发明FPGA中接口转换电路。

图3是上述图中烧写FPGA 配置芯片流程图。

图4表示现有方法1实施例的硬件线路连接框图。

图5表示现有方法2实施例的硬件线路连接框图。

具体实施方式