[发明专利]一种基于FPGA的远程固件升级方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的设备远程固件升级方法，PC端上位机通过网络TCP/IP协议将固件下发到设备内部FPGA芯片的Nios系统中，然后再由Nios系统转发至设备内部的Flash芯片烧写控制器，从而实现了设备的远程固件升级。本发明提供的设备远程固件升级方法，通过设备本身对外通信的网口解决了设备固件升级免拆卸的问题。且本发明的固件升级方法耗时短，成本低，能够很好的满足市场需求。

技术领域

本发明属于FPGA嵌入式领域，更具体的说是涉及一种基于FPGA的远程固件升级方法。

背景技术

一般的FPGA开发经常使用JTAG完成在线开发调试和配置，当开发完成后会使用JTAG将配置文件烧写到非易失性存储器中，例如Flash芯片。但是这种方式存在效率低下、可靠性低的问题，当FPGA作为信号处理器被封装在产品中时，若果需要进行算法升级，使用JTAG的方式需要进行拆壳处理，这样做不仅耗时长，而且会增加损坏硬件和外壳防水结构的风险。因此，如何在不用拆除产品外壳的前提下快速实现其内部FPGA的固件升级是本领域技术人员亟须解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于FPGA的远程固件升级方法。能够实现在不用拆除设备外壳的前提下远程的实现内部固件的升级。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于FPGA的远程固件升级方法，包括以下几个步骤：

步骤一：PC端上位机通过网口向水下设备内部FPGA芯片的Nios系统发送固件文件；

步骤二：Nios系统将接收到的固件临时存储到RAM中；

步骤三：Nios将RAM中的固件文件分段读出打包成特殊的形式传输到Flash控制器；

步骤四：Flash控制器接收到打包的固件文件，并确认正确性，确认正确后再烧写到Flash芯片中。

其中，步骤三具体步骤包括：

SIII1：发送Flash烧写状态机复位命令rest_str使FPGA烧写状态机就位；

SIII2：发送Flash芯片整片擦除命令erase_str，并等待接收Flash擦除完成命令；

SIII3：判断等待接收命令时间是否超时。若超时则执行步骤SIII1，若没超时则判断是否为Flash擦除完成命令。若为Flash擦除完成命令则执行下一步，若不是则执行步骤SIII1；

SIII4：根据接收到的总字节数A，及一帧要传输的字节数B，得到即将要传输的总数据帧数M＝A/B；

SIII5：判断即将打包的数据帧编号i(取值从1到M)是否大于总数据帧M。若大于M，则执行步骤SIII8；否则，执行下一步；

SIII6：打包并发起第i帧数据传输；打包的数据格式为：帧头+要传输的数据字节数+帧编号+待传输数据+校验和；

帧头为1个字节，为固定值0xFA；

要传输的数据字节数，为1个字节，值为N；

帧编号，为2个字节，值为i；

待传输数据，为N个字节，第i段固件文件数据；

校验和，为1个字节，值为前面所有字节求和后取256的余数；

SIII8：发送烧写结束命令；

SIII9：等待回复，判断回复是否正确。若正确，则结束；否则，则执行步骤SIII8。

步骤四具体步骤包括：

SIV1：等待接收Flash芯片整片擦除命令；