[发明专利]基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置系统及方法

权利要求书

1.一种基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置系统，其特征在于，所述系统由并行工作的多个FPGA组成，为每个FPGA配置一个FLASH，将各个FPGA通过高速串口级联，最后一级FPGA与上位机相连，完成声呐处理数据上传和FPGA程序升级。

2.根据权利要求1所述的基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置系统，其特征在于，所述并行工作的FPGA通过内置高速串口实现数据级联，不同FPGA设置不同ID号，所述上位机通过设置ID号选择对应的FPGA实现在线配置。

3.根据权利要求1所述的基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置系统，其特征在于，所述FPGA包括Virtex-5系列芯片XC5VSX95TA，所述FLASH包括器件M25P128。

4.根据权利要求3所述的基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置系统，其特征在于，器件M25P128以每页256B为写入的最大单位，上位机以256B为一帧下发配置数据，总配置数据量为128MB。

5.一种基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置方法，根据权利要求1至4所述的任一种基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置系统，其特征在于，所述FPGA上传数据处理结果的同时，如果收到程序升级指令，停止应用程序接口，进入FPGA配置步骤。

6.根据权利要求5所述的基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置方法，其特征在于，所述FPGA配置步骤，包括：

步骤1：通过启动FPGA内置专用配置引脚的功能模块，产生与存储器FLASH相连的串行接口时序，完成存放配置文件的更新；

步骤2：配置文件更新完成后，在FPGA内部启动控制命令，完成FPGA配置。

7.根据权利要求6所述的基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述串行接口，包括SPI方式。

8.根据权利要求7所述的基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述配置文件的更新包括：擦除FLASH；配置数据写入FLASH。

9.根据权利要求8所述的基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述完成FPGA配置的方法，包括：通过设备断电，再次上电重启后，FPGA自动从FLASH加载新的配置文件；通过热启动方式完成FPGA配置文件的加载。

10.根据权利要求9所述的基于高速串行口的并行工作FPGA在线配置方法，其特征在于，所述通过热启动方式完成FPGA配置文件的加载，包括在FPGA用户程序中，调用程序加载状态机模块ICAP中的原语模块，包含了ICAP操作的指令顺序，触发IPROG指令，拉低FPGA的加载专用管脚PROGRAM_B，系统自动重新从FLASH读取新的配置文件，完成FPGA配置。