[实用新型]一种基于wifi和超声波通信的FPGA在线更新系统

说明书

本实用新型公开了一种基于wifi和超声波通信的FPGA在线更新系统，其特征在于，包括主控模块和与主控模块连接的wifi模块、超声波模块、FPGA及Flash芯片，wifi模块和超声波模块外接上位机，所述wifi模块与上位机无线连接、与主控模块和FPGA采用SPI总线方式连接，FPGA与Flash芯片之间采用EMIF接口协议连接。这种系统成本低、使用方便、工作可靠，无需连接专用线缆及下载器，同时使用wifi与超声波双模通信保证系统可靠。

技术领域

本实用新型涉及水下无人航行器（Autonomous Underwater Vehicle，简称AUV）及FPGA技术领域，具体是一种基于wifi和超声波通信的FPGA在线更新系统。

背景技术

海洋占据了地球71%的面积，拥有丰富的生物、矿产资源，具有重要的经济价值，为实现社会可持续发展提供了物质基础。作为人类利用、开发海洋资源工具的AUV，现如今得到了世界各国的普遍关注并有着广泛的应用，如海底资源勘探、海底地形勘测等等。AUV作为人类开发设计的工具，有着一系列的开发流程，其中包括调试试验过程。调试试验过程是对理论设计过程的验证和反馈，是AUV开发设计极为重要的一个环节，AUV的调试试验目前大都是“烧写程序--测试--回收--拆机--烧写程序--装机--测试--回收...”如此循环往复的过程，耗费了大量的人力、物力和宝贵的时间。目前使用的这种调试试验更新程序的方法已经不能适应现今高速发展的社会以及人力、物力、时间成本控制的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种基于wifi和超声波通信的FPGA在线更新系统。这种系统成本低、使用方便、工作可靠,无需连接专用线缆及下载器，同时使用wifi与超声波双模通信保证系统可靠。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种基于wifi和超声波通信的FPGA在线更新系统，与现有技术不同的是，包括主控模块和与主控模块连接的wifi模块、超声波模块、FPGA及Flash芯片，wifi模块和超声波模块外接上位机，所述wifi模块与上位机无线连接、与主控模块和FPGA采用SPI总线方式连接，便于动态切换主从模式，FPGA与Flash芯片之间采用EMIF接口协议连接。

所述超声波模块与上位机和主控模块均采用UART协议连接。

所述主控模块与FPGA的PROG、DONE管脚相连接，用于重加载FPGA（5）程序及加载结果显示。

所述主控模块与Flash芯片的高N位地址线连接，用于动态切换FPGA（5）版本程序。

使用上述基于wifi和超声波通信的FPGA在线更新系统的在线更新过程包括如下步骤：AUV处于上浮状态时的更新和下潜状态时的更新,其中， AUV上浮状态时的更新为：

（1）上位机通过无线连接wifi模块并下发包含起始标记0X55AA、结束标记0XAA55、更新片区号（0-7区）、CRC校验码的在线更新指令，默认情况下wifi模块的SPI主机为主控模块；

（2）主控模块侦测到在线更新指令后，将FPGA切换到在线更新程序并通过Flash芯片的高N位地址线将Flash芯片置位在指令中指定的片区，同时向上位机反馈“装配完成”状态信息，随后将wifi模块的SPI主机切换为FPGA；

（3）上位机获得“装配完成”状态信息后，通过无线连接wifi模块下发烧写子包文件，子包文件由烧写文件按规定大小分包获得；

（4）FPGA在线更新程序通过wifi模块接收烧写子包文件并进行校验，若校验通过，则通过EMIF接口对Flash芯片进行烧录，烧录完成后通过wifi模块向上位机反馈“子包接收成功”状态信息，若烧录失败，则重新进行烧录，达到3次后退出烧录并通过wifi模块向上位机反馈“烧录失败”状态信息；若校验失败，则通过wifi模块向上位机反馈“子包接收失败”状态信息；