[发明专利]一种内置CRC校验码的FPGA配置文件生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内置CRC校验码的FPGA配置文件生成方法，属于FPGA电路的可靠性设计技术领域。

背景技术

一直以来SRAM型FPGA由于其内部配置寄存器易受单粒子效应影响而产生错误的原因，在应用于宇航等对可靠性有较高要求的场合时必须通过配置文件回读的方式进行检错。常见的配置文件检错方法有两种。一种是全文逐比特比较，二是利用FPGA内部固有的配置检错资源对配置信息进行校验。全文比较方法虽然简单，但需要大量外部存储空间用于存放配置文件和对应的掩码文件，不适合于宇航任务等软硬件资源受限的环境。由于不是所有型号的FPGA都配备了内部检错资源，且该资源的结构和功能实现方式未公开，方法二的可靠性、安全性很难验证，普适性不佳。

由于SRAM型FPGA固有的可靠性弱点，我国空间飞行器控制计算机中均未使用过SRAM型FPGA，缺乏对SRAM型FPGA配置文件在轨检错技术的应用，这大大制约了我国空间飞行器控制计算机技术的发展。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的缺点，提供一种内置CRC校验码的FPGA配置文件生成方法，该方法在SRAM型FPGA配置文件的空白区填充预先计算的配置帧CRC校验码的方式，从而在不增加额外硬件开销的前提下实现了FPGA配置文件校验信息的生成与存储，提高了使用SRAM型FPGA系统的可靠性，该方法实现简单、适用范围广、可靠性高。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种内置CRC校验码的FPGA配置文件生成方法，所述FPGA的配置信息按帧方式存储于配置文件中，包括如下步骤：

(1)、遍历原始FPGA配置文件查找特征值，并依据所述特征值对应的数据类型对文件数据进行操作处理，其中：

如果查找到的特征值为所述原始FPGA配置文件中的配置信息起始字符串，则判断所述特征值后存储的信息为FPGA有效配置信息，即判定所述配置文件为合法的FPGA配置文件，读取的FPGA配置信息帧并进行CRC校验码计算；

如果查找到特征值为配置帧分隔符，则判定已完成1帧FPGA配置信息的读取，停止CRC校验码计算，并将所述FPGA配置信息帧的CRC校验码保存在临时文件中；

如果查找到特征值为无效数据时，则判定所述FPGA配置文件中在所述特征值处为空闲区域，并对所述空闲区域进行标记；

(2)当标记得到满足CRC校验码填充要求的连续空闲区域时，则将所述临时文件中的CRC校验码填充在所述空闲区域内，得到内嵌CRC校验码的FPGA配置文件，并标记所述CRC校验码在所述FPGA配置文件中的存放位置。

上述的内置CRC校验码的FPGA配置文件的生成方法，在步骤(2)中，标记得到满足CRC校验码填充要求的连续空闲区域，具体实现方法如下：

(2a)、采用反向读取方式对FPGA配置文件进行读取，如果读取到的特征值为无效数据，则判断所述配置文件中在所述特征值处为空闲区域，则将空闲区域统计数加1，如果读取到的特征值不是无效数据，则将空闲区域统计数置0，其中，所述空闲区域统计数的初值为0；

(2b)、按照步骤(2a)的空闲区域统计数计数方法进行计数，当所述空闲区域统计数等于设定的长度时，则记录参与所述空闲区域统计数累加的空闲区域地址。

上述的内置CRC校验码的FPGA配置文件的生成方法，在步骤(2)中标记所述CRC校验码在所述FPGA配置文件中的存放位置，采用如下的方法实现：将所述CRC校验码的存放位置的地址保存在文件中，在FPGA配置文件读取时利用所述文件中保存的地址进行CRC检验码读取。

上述的内置CRC校验码的FPGA配置文件的生成方法，在步骤(2)中标记所述CRC校验码在配置文件中的存放位置，采用如下的方法实现：在所述CRC校验码的存放位置的起始地址先填写引导码再填写CRC校验码，在所述FPGA配置文件读取时根据所述引导码识别并提取CRC检验码。

上述的内置CRC校验码的FPGA配置文件的生成方法，在步骤(1)中，采用正向读取的方法查找代表配置信息起始字符串的特征值。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)、本发明采用离线计算配置帧CRC校验信息的方式，用户可以灵活选择需要参与计算的配置帧数量和具体算法，有效避免了全文逐比特比对方法的盲目性；

(2)、本发明将校验信息直接嵌入原始配置文件，实现了校验信息和配置信息的融合，达到了了在仅有配置信息存储空间的前提下同时实现配置与校验信息同时同地存储的目的；