本实用新型专利技术公开了一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路，包括具有以太网接口的以太网控制器、集成有I/O接口和SPI串行外设接口控制器1的ARM芯片、FPGA现场可编程门阵列、第一总线开关芯片、第一SPIFlash存储器，以太网控制器连接ARM芯片，ARM芯片通过I/O接口和SPI串行外设接口控制器1连接第一总线开关芯片，第一总线开关芯片均与第一SPIFlash存储器和FPGA现场可编程门阵列连接。它可以在远程对成百上千台FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备进行同时升级，工作效率高、工作质量稳定，所需的人力物力少。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路，包括具有以太网接口的以太网控制器、集成有I/O接口和SPI串行外设接口控制器1的ARM芯片、FPGA现场可编程门阵列、第一总线开关芯片、第一SPIFlash存储器，以太网控制器连接ARM芯片，ARM芯片通过I/O接口和SPI串行外设接口控制器1连接第一总线开关芯片，第一总线开关芯片均与第一SPIFlash存储器和FPGA现场可编程门阵列连接。它可以在远程对成百上千台FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备进行同时升级，工作效率高、工作质量稳定，所需的人力物力少。【专利说明】—种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路
本技术涉及数字电路
，具体涉及一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路。
技术介绍
FPGA现场可编程门阵列具有丰富的外围接口、大量的逻辑功能模块、内嵌CPU、可配置能力强、设计工程周期短的优势，使其具有构造简单，固化程度高，功能全面等特点，其被广泛应用于消费电子、汽车电子、工业控制、测试测量等广泛的领域。FPGA现场可编程门阵列采用逻辑单元阵列的设计概念，其由内部包括可配置逻辑模块、输入输出模块、内部连线三个部分组成。现场可编程门阵列的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/o间的联接方式，并最终决定了 FPGA所能实现的功能，FPGA需要通过编程来配置各组件的功能，通常FPGA的配置程序保存在可擦写存储器中。FPGA现场可编程门阵列的配置程序的升级，通常采用JTAG将升级配置程序写入可擦写存储器中，用写好的可擦写存储器更换FPGA现场可编程门阵列的可擦写存储器来实现配置程序的升级。如果只是更换一台基于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备，这种方法还是比较可行的，当涉及到几百台，甚至上千台这种设备时，这种现成更换的方法无论从效率还是工作量来说都是不可取的。基于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备使用中要经常根据应用的需要调整配置程序，现场升级更加无法满足大规模升级的需要。
技术实现思路
为了克服现有技术在对大量的基于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备进行配置程序升级时，采用现场更换配置程序存储器的技术方案，这种方案工作量大、工作效率低，其根本无法满足大量基于于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备配置程序的经常性升级，本技术提供一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路。为解决上述的技术问题，本技术采用以下技术方案:一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路，包括具有以太网接口的以太网控制器、集成有I/o接口和SPI串行外设接口控制器I的ARM芯片、FPGA现场可编程门阵列、第一总线开关芯片、第一 SPI Flash存储器，以太网控制器连接ARM芯片，ARM芯片通过I/O接口和SPI串行外设接口控制器I连接第一总线开关芯片，第一总线开关芯片均与第一 SPI Flash存储器和FPGA现场可编程门阵列连接。本技术的工作原理是，将以太网控制器的以太网接口，配置适当的网络参数，从而实现远程监控计算机通过该以太网接口和ARM芯片进行通信，接通后计算机将控制权交给ARM芯片，ARM芯片通过I/O接口和SPI串行外设接口控制器I取得第一总线开关芯片的控制权，通过第一总线开关芯片和FPGA现场可编程门阵列、第一 SPI Flash存储器进行通信，取得对第一 SPI Flash存储器和FPGA现场可编程门阵列的控制权，调取远程监控计算机的配置程序的升级程序，将升级程序以16进制数的形式从远程监控计算机以应用编程方式写入第一 SPI Flash存储器，并配置成外部SPI FLASH启动。等所有的程序代码全部写入内部第一 SPI Flash存储器之后，再通过重启FPGA现场可编程门阵列来加载新的程序。整个FPGA现场可编程门阵列的配置程序升级的过程都是在ARM芯片的控制下完成的。和现有技术在，对大量的基于FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备进行配置程序升级时，采用现场更换配置程序存储器的技术方案相比，本技术在现有技术的基础上将FPGA现场可编程门阵列及其配套的第一 SPI Flash存储器通过第一总线开关芯片和ARM芯片建立数据通信链路，ARM芯片又通过具有以太网接口的以太网控制器和远程监控计算机建立数据通信链路，就在FPGA现场可编程门阵列及其配套的第一 SPI Flash存储器和远程监控计算机之间建立好完整的数据通信链路，然后在ARM芯片的控制下将远程计算机的配置程序升级程序，以应用编程方式写入第一 SPI Flash存储器，从而实现对FPGA现场可编程门阵列的配置程序升级，本技术所要解决的技术问题是对FPGA现场可编程门阵列的配置程序进行远程升级，替代现有的现场升级的技术方案，本技术的技术方案没有被现有技术公开，同时也不能通过现有技术进行分析、逻辑推导、有限次试验而得至IJ，也不能通过现有技术和公知常识相结合而得到，其具有实质性的特点，是非显而易见的，本技术为现有技术做出了贡献；本技术可以实现在通过监控计算机对成百上千台FPGA现场可编程门阵列的嵌入式设备进行同时升级、效率高、工作质量高、这对整个嵌入式设备的产业或者使用嵌入式设备的产业都有积极的意义，本技术取得了进步。为了进一步优化，提高FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路的使用范围，作为优选，FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路，还包括用于升级ARM芯片配置程序的升级电路，用于升级ARM芯片配置程序的升级电路包括集成在ARM芯片中的以太网缓存、用于存储配置程序的FLASH存储器和ARM处理器，以太网控制器连接以太网缓存，以太网缓存连接ARM处理器，ARM处理器连接FLASH存储器。以上是对FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路的使用范围的进一步改进。ARM芯片的升级原理是利用原有FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路和远程计算机建立的数据通信链路和FPGA现场可编程门阵列内部的数据通信链路，ARM芯片配置程序升级前，ARM处理器先对ARM芯片的FLASH存储器进行分区，分为存程序运行区和待升级程序存储区两部分。配置程序升级时，通过远程监控计算机将待升级的配置程序文件以16进制数的形式发送给ARM芯片，ARM芯片将远端发送来的数据以应用编程方式写入内部FLASH的待升级程序存储区，等所有的程序代码全部写入内部FLASH之后，再通过重启芯片来加载新的程序。从而实现了对和FPGA现场可编程门阵列配套的ARM芯片的配置程序进行升级。为了进一步优化，提高ARM芯片的数据通信能力，作为优选，ARM芯片还包括SPI串行外设接口控制器2，SPI串行外设接口控制器2连接ARM处理器。以上是对FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路的数据通信能力的进一步改进。多一个SPI串行外设接口控制器2就使ARM芯片具有更强的外围电路接入能力，能更好地配合FPGA现场可编程门阵列实现更多的功能、拥有更强的计算能力。为了进一步优化，提高FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路的使用范围，作为优选，FPGA现场可编程门本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种FPGA现场可编程门阵列配置程序的升级电路，包括具有以太网接口的以太网控制器、集成有I/O接口和SPI串行外设接口控制器1的ARM芯片，其特征在于，还包括FPGA现场可编程门阵列、第一总线开关芯片、第一SPI?Flash存储器，所述以太网控制器连接ARM芯片，所述ARM芯片通过I/O接口和SPI串行外设接口控制器1连接第一总线开关芯片，所述第一总线开关芯片均与第一SPI?Flash存储器和FPGA现场可编程门阵列连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，
申请(专利权)人：成都天奥信息科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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