[发明专利]多片FPGA的配置方法和多片FPGA系统

说明书

本申请公开了一种多片FPGA的配置方法和多片FPGA系统。多片FPGA的配置方法适用于多片FPGA系统，且包括：多片FPGA系统上电或重启时，多片FPGA系统的处理器并行发送配置命令给多片FPGA芯片，以使多片FPGA芯片进入配置状态；当多片FPGA芯片进入配置状态后，处理器将自外部读取的多片FPGA芯片对应的配置文件并行发送给多片FPGA芯片；以及当将自外部读取的多片FPGA芯片对应的配置文件并行发送给多片FPGA芯片后，处理器并行读取多片FPGA芯片中的每一片FPGA芯片的配置完成引脚的电平状态，以判断多片FPGA芯片中的任一片FPGA芯片的状态是否发生异常。因此，可减少非易失性存储器的使用数量，管理和维护FPGA芯片的配置文件更加便捷，提高多片FPGA系统的启动效率和可靠性。

技术领域

本申请涉及FPGA技术领域，尤其涉及一种多片FPGA的配置方法和多片FPGA系统。

背景技术

当前，随着人工智能、图像识别、云计算、区块链等产业的发展，越来越多的芯片和电子器件被集成到同一系统中，以获得更高的计算能力。其中，现场可编程逻辑阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)芯片因通过加载不同的配置文件就能实现不同的功能，而具有软件的灵活性，又具备硬件的高性能。因此，FPGA芯片在高端应用中越来越受青睐。

FPGA芯片在实现其功能之前，需要把对应的配置文件从外部以联合测试工作组(Joint Test Action Group，JTAG)方式、主动串行方式、主动并行方式、被动串行方式或被动并行方式输入到FPGA芯片中。在多片FPGA系统中，因为板面空间紧张，布线密度高，业界常常采用主动串行方式将配置文件输入到多片FPGA芯片中，但此种方式需要每一片FPGA芯片都通过串行外设接口(Serial Peripheral interface，SPI)外接一个非易失性存储器(非易失性存储器用于存放相连接的FPGA芯片的配置文件)，多片FPGA芯片之间可通过交换芯片或总线连接，以相互通信。多片FPGA系统上电或启动后，每一片FPGA芯片可通过配置接口从其外接的非易失性存储器中主动读取配置文件，以实现其功能。

然而，上述采用主动串行方式将配置文件输入到多片FPGA芯片中存在以下缺点：(1)随着FPGA芯片的数量增加，非易失性存储器的数量也随之增加，使得电路板密度、布线复杂度和产品的成本也随之提高；(2)每一片FPGA芯片的配置文件存放于其外接的非易失性存储器中，使得需要升级每一片FPGA芯片的配置文件时，必须将升级的配置文件烧录到每一个非易失性存储器中，存在操作复杂度增加、易出错和配置文件的维护管理难度增加的问题；以及(3)监测和管理将配置文件输入到多片FPGA芯片的过程中是否出现异常或故障的难度大。

发明内容

本申请实施例提供一种多片FPGA的配置方法和多片FPGA系统，可解决现有技术中，多片FPGA系统因每一片FPGA芯片都外接一个存放其配置文件的非易失性存储器，而存在配置文件升级的操作复杂度增加、易出错、配置文件的维护管理难度增加，及电路板密度、布线复杂度和产品的成本较高的问题，及因采用主动串行方式将配置文件输入到FPGA芯片中，而存在监测和管理配置过程是否出现异常或故障的难度大的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请提供了一种多片FPGA的配置方法，适用于多片FPGA系统。所述多片FPGA的配置方法包括以下步骤：多片FPGA系统上电或重启时，多片FPGA系统的处理器并行发送配置命令给多片FPGA芯片，以使多片FPGA芯片进入配置状态；当多片FPGA芯片进入配置状态后，处理器将自外部读取的多片FPGA芯片对应的配置文件并行发送给多片FPGA芯片；以及当将自外部读取的多片FPGA芯片对应的配置文件并行发送给多片FPGA芯片后，处理器并行读取多片FPGA芯片中的每一片FPGA芯片的配置完成引脚的电平状态，以判断多片FPGA芯片中的任一片FPGA芯片的状态是否发生异常。