[发明专利]利用配置芯片实现启动引导和数据的读写系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用配置芯片实现启动引导和数据的读写系统及方法，该系统包括计算机、下载器、FPGA芯片、外部存储器，所述计算机用于组合自定义数据和FPGA的应用程序，生成下载文件pof/jic；所述下载器用于连接计算机和FPGA，实现pof/jic文件的下载；所述FPGA为可编程器件，辅助实现pof/jic文件到外部存储器的传输、应用程序的运行以及用户数据的读写；所述外部存储器用于存储包含应用程序和用户自定义数据的pof/jic文件，它可以是EPCS等flash芯片。

技术领域

本发明属于电子信息工程技术领域，涉及一种利用配置芯片实现启动引导和数据的读写系统及方法，具体地说，涉及一种利用配置芯片实现现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)的引导启动(bootloader)和利用配置芯片实现启动引导和数据的读写系统及方法。

背景技术

FPGA需要外部存储器进行程序加载，也就是bootloader。该存储器的主要作用是存放FPGA的配置文件。Altera公司的FPGA的配置文件一般通过后缀为Pof、Jic格式文件进行存放，其开发软件QuartusII能识别这些格式文件，并调用下载器对外部存储器进行编程，把Pof与Jic中有效的数据固化到外部存储器中。在很多情况下FPGA的有效配置数据并没占据存储器的所有存储空间，因此在印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)空间狭小或为了节省成本等实际情况下，外部存储器除了存放FPGA的配置数据以外还可以存储用户自定义的数据。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种利用配置芯片实现启动引导和数据的读写系统及方法，把用户自定义数据组合到Pof或Jic文件中，通过下载器把包含了FPGA配置数据以及用户自定义数据的Pof或Jic文件下载到外部存储器中，从而实现FPGA配置数据与用户自定义数据的一并固化，同时提供了一种FPGA加载后，从外部存储器中读取用户自定义数据的方法。

其技术方案如下：

一种利用配置芯片实现启动引导和数据的读写系统，包括计算机、下载器、FPGA芯片、外部存储器，

所述计算机用于组合自定义数据和FPGA的应用程序，生成下载文件pof/jic；

所述下载器用于连接计算机和FPGA，实现pof/jic文件的下载；

所述FPGA为可编程器件，辅助实现pof/jic文件到外部存储器的传输、应用程序的运行以及用户数据的读写；

所述外部存储器用于存储包含应用程序和用户自定义数据的pof/jic文件，它可以是EPCS系列等闪存(flash)芯片。

一种利用配置芯片实现启动引导和数据的读写方法，包括以下步骤：

组合文件下载到外部存储器；配置数据加载到FPGA；其中：

组合文件下载到外部存储器包括以下步骤：

1)在计算机上使用QuartusII软件生成应用程序的Pof/Jic文件；

2)计算Pof/Jic文件中地址偏置；

3)查阅后缀为map的文件，

由Addr_end+1+Offset_addr～Size_flash-1+Offset_addr计算Pof/Jic文件中可利用空间地址范围；其中Addr_end为程序的结束地址，Offset_addr为程序头的偏移地址，Size_flash为存储芯片的大小。如果可用空间足够，可进行步骤4)；否则组合失败，更换大容量的flash芯片，再进行步骤1)