[发明专利]一种实现FPGA在线自升级的系统及方法

说明书

本发明公开了一种实现FPGA在线自升级的系统，其包括：外部接口、FPGA电路和flash电路，所述外部接口与所述FPGA电路连接，所述FPGA电路与flash电路连接；所述FPGA电路包括接口控制单元、引导电路单元和读写电路单元，所述接口控制单元的输入端与外部接口连接，所述接口控制单元还与所述引导电路单元连接，所述引导电路单元与读写电路单元连接，所述读写电路单元的输出端与所述flash电路的输入端连接。以及一种实现FPGA在线自升级的方法。和现有技术相比，其采用FPGA自升级，提高了集成度，减少电路器件及PCB面积，从而降低成本；且对接收数据的校验和程序双备份引导，避免系统无法运行，提高了系统的可靠性；另其对程序的加密和解密，提高了安全性，广泛应用于FPGA领域。

技术领域

本发明涉及FPGA领域，具体为实现FPGA在线自升级的系统及方法。

背景技术

随着电子产品的系统越来越复杂，集成度越来越高，实时性要求越来越高，以FPGA为处理中心的系统越来越多，应用领域涉及通信、工控和视频图像等，这些应用都需要在线升级或远程升级。在复杂算法应用系统FPGA的映像文件仅对应某一算法或函数，多个算法之间的调度，使多个映像文件更换和升级更频繁。

目前FPGA的在线升级或远程升级方法，需要一款控制芯片协助，增加了板子的面积和成本。在集成度要求越来越高的情况下，如何减少电路器件、PCB面积从而降低成本，是最基本的要求。

即便是FPGA在线自升级(FPGA自升级是指FPGA对自身映像文件进行升级更新)，不需要控制芯片。而该电路存在如下问题：一旦升级数据出错，FPGA加载映像文件后，FPGA功能异常，而且FPGA无法通过自升级再次在线升级或远程恢复系统。因此如何解决这种致命问题，提升FPGA自升级可靠性显得至关重要。

且一旦硬件被抄袭，FPGA升级文件轻而易举被盗用，导致专有算法被非法使用。如何保护研究成果，提高在线升级或远程升级的安全性非常重要。远程升级或在线升级不是在生产时期进行，程序需要发布公开，一旦硬件被抄袭，可以复制出一样功能的产品。但是加密后的程序，硬件是无法工作的，需要硬件解密功能模块，解密出硬件真正能运行的程序，而硬件解密功能模块的程序仅在工厂生产烧写。

综上，该技术有必要进行改进。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高集成化、高安全性和高可靠性的FPGA在线自升级方法及其系统。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种实现FPGA在线自升级的系统，其包括：外部接口、FPGA电路和flash电路，所述外部接口与所述FPGA电路连接，所述FPGA电路与flash电路连接；所述FPGA电路包括接口控制单元、引导电路单元和读写电路单元，所述接口控制单元的输入端与外部接口连接，所述接口控制单元还与所述引导电路单元连接，所述引导电路单元与读写电路单元连接，所述读写电路单元的输出端与所述flash电路的输入端连接。

作为该技术方案的改进，所述FPGA电路还包括解密电路单元，所述接口控制单元的输出端通过解密电路单元与所述引导电路单元的输入端连接。

作为该技术方案的改进，所述FPGA电路还包括校验电路单元，所述接口控制单元的输出端通过校验电路单元与所述引导电路单元的输入端连接。

进一步地，所述FPGA电路还包括校验电路单元和解密电路单元，所述接口控制单元的输出端与所述校验电路单元的输入端连接，所述校验电路单元的输出端与所述解密电路单元的输入端连接，所述解密电路单元的输出端与所述引导电路单元的输入端连接；所述引导电路单元的输出端与所述读写电路单元的输入端连接。

另一方面，本发明还提供一种实现FPGA在线自升级的系统，其包括：