FPGA组件制造技术

本发明专利技术公开了一种FPGA组件，所述FPGA组件包括：固态硬盘、DDR和控制单元；所述固态硬盘用于存储界面数据包；所述控制单元用于从所述固态硬盘读取所述界面数据包并写入所述DDR；所述控制单元还用于从所述DDR读取所述界面数据包并组成所述人机界面的显示帧。本发明专利技术的FPGA组件可用于实现界面显示，无需任何CPU、操作系统和软件支持，避免了黑客和病毒的入侵，安全性大大提高，且还具有电路简洁、无闲置电路、功耗低等优点。

FPGA component

The invention discloses an FPGA component, which comprises a solid-state hard disk, a DDR and a control unit; the solid-state hard disk is used for storing an interface data package; the control unit is used for reading the interface data package from the solid-state hard disk and writing the DDR; the control unit is also used for reading the interface data package from the DDR and forming a display frame of the human-computer interface. The FPGA component of the invention can be used for realizing interface display without any CPU, operating system and software support, avoiding hacker and virus invasion, greatly improving the security, and has the advantages of simple circuit, no idle circuit, low power consumption, etc.

【技术实现步骤摘要】
FPGA组件
本专利技术涉及电子
，特别涉及一种可实现界面显示的FPGA(可编程门阵列)组件。
技术介绍
目前，通常采用CPU处理器来实现终端显示系统的设计，整个系统设计中除了主处理器芯片外，还需要使用多款桥芯片，用以实现各种总线之间的数据接口及交换。由于这种系统架构并非为显示处理专门设计，因此，其中的很多资源是使用不到的，存在很多闲置电路。而由此带来的另一问题是，相应的软件系统，仍需要开发这部分闲置电路的驱动软件，以保证整个系统的稳定运行，这就导致整个系统的功耗和体积相应的增加。总的来说，采用这种设计方法，增加了许多额外的工作量。另外，采用CPU处理器来实现终端显示系统的设计中，人机界面一般通过操作系统和应用软件等实现，然而有软件参与的系统，就会有多进程、多任务对系统资源的共享和竞争，必然会带来不确定性，而且软件容易受到黑客和病毒的入侵，对于核电站安全级仪控系统、银行等特别注重安全的应用场景，其安全性就难以得到保障。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用CPU处理器来实现终端显示系统的设计中，一方面存在较多闲置电路，导致功耗较大，另一方面容易受到黑客和病毒的入侵，安全性较差的缺陷，提供一种FPGA组件。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种FPGA组件，所述FPGA组件包括：固态硬盘、DDR(双倍速率同步动态随机存储器)和控制单元；所述固态硬盘用于存储界面数据包；所述控制单元用于从所述固态硬盘读取所述界面数据包并写入所述DDR；所述控制单元还用于从所述DDR读取所述界面数据包并组成所述人机界面的显示帧。较佳地，所述固态硬盘还用于存储配置数据包；所述DDR还用于存储外设设备发送的文本数据；所述控制单元还用于根据所述界面数据包并结合所述文本数据和/或所述配置数据包组成所述人机界面的显示帧。较佳地，所述控制单元还用于在判断所述文本数据变更时，根据变更后的文本数据重新组成显示帧。较佳地，所述DDR还用于存储外接设备发送的操作指令；所述控制单元还用于根据所述操作指令更新所述显示帧。较佳地，所述界面数据包包括：所述人机界面的背景数据和控件的像素数据；所述像素数据包括以下参数中的至少一种：控件类型、控件尺寸、控件位置、控件的访问链接；所述访问链接表征所述控件与所述界面数据包的对应关系。较佳地，所述界面数据包还包括：鼠标的图标数据；当所述操作指令为写指令时，所述控制单元具体用于根据写数据重新组成显示帧以更新所述显示帧；所述写指令包括所述写数据；当所述操作指令为跳转指令时，所述控制单元具体用于根据目标控件的访问链接从所述固态硬盘件将对应的界面数据包写入所述DDR，并重新组成显示帧以更新所述显示帧；所述跳转指令包括所述目标控件；当所述操作指令为所述图标数据的更改指令时，所述控制单元具体用于根据位置信息修改所述显示帧以更新所述显示帧；所述更改指令包括所述位置信息。较佳地，所述FPGA组件还包括：组解包逻辑单元；所述组解包逻辑单元用于对所述FPGA组件接收的界面数据包进行解包，并判断所述界面数据包的丢包数和/或错包数是否在各自的阈值范围内，并在判断为是时，将解包后的界面数据包重新组包并发送至所述固态硬盘。较佳地，所述组解包逻辑单元还用于在判断为否时，向外发送重发指令。较佳地，所述控制单元的数量为多个，多个控制单元通过SerDes接口通信连接；和/或，所述FPGA组件还包括电源单元，所述电源单元依次给所述固态硬盘、所述控制单元和所述DDR供电。较佳地，所述FPGA组件还包括金属外壳；所述固态硬盘、所述DDR、所述控制单元和所述电源单元均设于所述金属外壳中。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术的FPGA组件可用于实现界面显示，无需任何CPU、操作系统和软件支持，避免了黑客和病毒的入侵，安全性大大提高，且还具有电路简洁、无闲置电路、功耗低等优点。附图说明图1为本专利技术一较佳实施例的FPGA组件的结构示意图。图2为图1中的电源单元的上电次序示意图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1本实施例提供一种FPGA组件，该FPGA可用于实现界面显示系统，如图1所示，本实施例的FPGA组件包括：固态硬盘1、DDR2、控制单元3、电源单元4和加固型全密闭的金属外壳(图中未示出)。固态硬盘1、DDR2、控制单元3和电源单元4均设于金属外壳中。金属外壳的材质可采用铝材，依靠金属传导实现散热，因此无需设计风扇。本实施例中，控制单元具体可选择XC7K325T实现，其中集成有模拟GTP(吉比特收发器)收发器电路，支持各类标准IO接口，不需要外部加入额外的电路。由于需要支持高清显示，并且保证画面跳转的流畅性，需要较高的数据带宽，故可选择64位数据宽度的DDR(如Micron公司的MT8KTF51264HZ-1G9)，USB(3.0)、SATA(3.0)和千兆以太网。为了支持几千幅画面的需求，并且硬盘要有足够长的读写寿命，可选择mSATA固态硬盘。固态硬盘1用于存储界面数据包。该界面数据包可以是用户采用QT(一种图形用户界面应用程序开发框架)框架设计并导入FPGA组件的，该界面数据包的格式能够被FPGA解析。其中，该界面数据包用于生成人机界面的背景数据、控件的像素数据和鼠标的图标数据。每个界面数据包具有标识，一个界面数据包可生成一个人机界面。背景数据包括界面的背景色、尺寸等参数。像素数据包括以下参数中的至少一种：控件类型、控件尺寸、控件位置、控件的访问链接；访问链接表征控件与界面数据包的对应关系，系统运行时，利用该对应关系可实现界面跳转。控件类型例如按钮、文本框、编辑框、图表和弹出窗口等。用户在设计人机界面时，还可设计界面的配置数据，并将配置数据组成能够被FPGA解析的配置数据包后，存储至固态硬盘中。配置数据包包括界面显示的字体大小、颜色等参数，用以生成个性化人机界面。当使用FPGA组件实现界面显示时，控制单元3则从固态硬盘1读取界面数据包，在有配置数据包时还一并读取配置数据包，一起写入DDR2，然后从DDR2读取界面数据包、配置数据包组成人机界面的显示帧，并将组好的显示帧定时发送给显示器进行显示。其中，配置数据包可常驻在DDR中，从而因界面跳转需要重新生成界面时，则无需从固态硬盘重新获取配置数据包。本实施例中，FPGA组件是专门设计用于实现界面显示的，无闲置电路，功耗较低，且无需操作系统和软件支持，不易受到黑客和病毒攻击，可提高显示系统的安全性。FPGA组件的电路架构较简单，极大地降低了硬件的维护和升级成本。本实施例中，DDR2还用于存储外设设备发送的文本数据。具体的，FPGA组件还包括串口，FPGA组件通过串口接收外设设备发送的文本数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FPGA组件，其特征在于，所述FPGA组件包括：固态硬盘、DDR和控制单元；/n所述固态硬盘用于存储界面数据包；/n所述控制单元用于从所述固态硬盘读取所述界面数据包并写入所述DDR；/n所述控制单元还用于从所述DDR读取所述界面数据包并组成人机界面的显示帧。/n

【技术特征摘要】
1.一种FPGA组件，其特征在于，所述FPGA组件包括：固态硬盘、DDR和控制单元；
所述固态硬盘用于存储界面数据包；
所述控制单元用于从所述固态硬盘读取所述界面数据包并写入所述DDR；
所述控制单元还用于从所述DDR读取所述界面数据包并组成人机界面的显示帧。


2.如权利要求1所述的FPGA组件，其特征在于，所述固态硬盘还用于存储配置数据包；
所述DDR还用于存储外设设备发送的文本数据；
所述控制单元还用于根据所述界面数据包并结合所述文本数据和/或所述配置数据包组成所述人机界面的显示帧。


3.如权利要求2所述的FPGA组件，其特征在于，所述控制单元还用于在判断所述文本数据变更时，根据变更后的文本数据重新组成显示帧。


4.如权利要求1所述的FPGA组件，其特征在于，所述DDR还用于存储外接设备发送的操作指令；
所述控制单元还用于根据所述操作指令更新所述显示帧。


5.如权利要求4所述的FPGA组件，其特征在于，所述界面数据包包括：所述人机界面的背景数据和控件的像素数据；
所述像素数据包括以下参数中的至少一种：控件类型、控件尺寸、控件位置、控件的访问链接；
所述访问链接表征所述控件与所述界面数据包的对应关系。


6.如权利要求5所述的FPGA组件，其特征在于，所述界面数据包还包括：鼠标的图标数据；
当所述操作指令为写指令时，所述控制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：何允灵，朱怀宇，沙钰杰，王佳承，康治安，姚美荣，朱志新，朱亚军，刘达霖，唐吉亮，许朱慧，
申请(专利权)人：国核自仪系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31