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1、适应远程升级的FPGA配置方法通信论坛计算机与网络创新生活适应远程升级的FPGA配置方法张立哲刘丽静(中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081)【摘要】针对现场可编程门阵列(FPGA)远程升级的需求,介绍了几种可实现的适应远程升级的FPGA配置方法.通过对器件配置原理的分析比较,结合工程实践,重点提出了两种基于主动串行(As)模式的配置新方法:通用型远程升级配置方法和新型远程升级配置方法.这两种配置方法对于单板调试没有影响,易于实现远程升级而不增加任何分离器件,对于成本和功耗的降低也有较明显的优势.【关键词】FPGA配置As远程升级中图分类号:TP302.1文献标识码:
2、A文章编号:1008—1739(2011)14-56—4ResearchonConfigurationSchemesforRemoteUpgradeofFPGAZHANGLi-zhe(The54thKesearchInstituteofCETC,siazhuangHebei050081,China)Abstract:SeveralFPGAconfigurationschemesareintroducedinthispapertOmeetincreasinglystrongdemandoftheremoteupgradeoffieldprogrammablegate(FPGA).Base
3、dontheanalysisandcomparisonoftheconfigurationschemesmentionedandcombinedwithpracticeofproject,thispaperproposestWOnewconfigurationschemesbasedonActiveSefiM(AS)mode:theumve~remoteupgradeconfigurationschemeforcomlTlOnFPGAdevicesandthenewremoteupgradeconfigurationschemefornewFPGAdevices.Thehv0schem
4、eshavehardlyanyinfluenceonboardleveldebug.Withnomoredevicestobeadded,theycanbeimplementedontheplat.TheyhaveobviousadvantagesinCOStandpowerconsumption.Keywords~FPGA;configuration;AS;remoteupgrade1引言FPGA是在可编程逻辑阵列(PAL),逻辑门阵列(GAL),复杂可编程逻辑器件(cPLD)等可编程器件的基础上进一步发展的产物,具有大规模,低成本的独特优势.近年来,FPGA技术广泛应用于通信,视频
5、,信息处理等众多领域.随着FPGA在工程设计中的大量应用.如果有方法能从远端或者在不必打开设备机箱的情况下就可以完成FPGA的更新,对于工程调试会带来极大的方便.目前,电路板上的FPGA一般都有中央处理器(CPU)可以访问,而各电路板甚至设备之间的数据传递已经不是瓶颈,这样如果FPGA的配置代码可以通过CPU进行更新而不再依赖于编程下载电缆,则FPGA远程升级的实现将比较容易.下面提出适合工程应用的两种远程升级FPGA配置新方法.定稿日期:2011-06-262FPGA配置FPGA器件的配置是指将用户在电子设计自动化(EDA)软件平台上设计编译获得的可以下载的数据文件,通过一定的技术手
6、段传输到FPGA芯片内部,以获得所设计的预期硬件电路或系统的过程.数据配置一般是通过计算机的并口,网口或通用串行总线(USB)接口经专用下载电缆完成.FPGA器件是基于门阵列方式为用户提供可编程资源,其内部逻辑结构的形成是由配置数据决定的.这些配置数据可通过多种模式加载到FPGA内部的SRAM中,由于SRAM的易失性,每次上电时.都必须从外部非易失性存储器(Flash)中读出配置代码对FPGA进行重新配置,所以远程更新必然是升级Flash中的配置代码.Altera公司FPGA的配置主要有3种:主动模式,被动模式,联合测试行动组GTAG)模式,其具体说明如表1所示.尽管Altera的FP
7、GA可以支持多种配置方《计算机与网络》2011年第14期计簿机与瓣络剖瓤生活信论坛法,但受限于芯片支持范围,成本和设计复杂度等因素,在工程中常用的方法有:主动串行(As)法,被动串行(Ps)法JTAG下载法.表1AIteraFPGA配置说明配置檬式配置方法实理}式主动串行F?3系列主动模式主动并行fPC系判嗣步被动串行通用存储器等雾步被动串行+微处理嚣+可接被动模式同步被动并行除编程逻辑器快速被动并行件(EPIDj异步被动并行直接蠢钒下载jTA
