一种多FPGA系统的上电配置电路和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多FPGA系统的上电配置电路和方法，上电配置电路包括控制模块和至少n级FPGA板卡；FPGA板卡包括配置模块；至少第一级FPGA板卡还包括信号透传模块；至少第二级FPGA板卡的配置模块与第一级FPGA板卡的信号透传模块的输出端连接，控制模块用于将第一级FPGA板卡的升级固件通过第一配置接口写入第一级FPGA板卡的配置模块中；控制模块还用于在第i级FPGA板卡配置完成后，将第i+1级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第i+1级FPGA板卡的升级固件至少通过第一级FPGA板卡的信号透传模块传输至第i+1级FPGA板卡的配置模块。本发明专利技术可以实现对多级FPGA系统的远程更新，硬件上无需JTAG烧写器以及外挂flash存储器，成本较低，而且可以节省时间。而且可以节省时间。而且可以节省时间。

【技术实现步骤摘要】
一种多FPGA系统的上电配置电路和方法


[0001]本专利技术涉及FPGA
，尤其涉及一种多FPGA系统的上电配置电路和方法。

技术介绍

[0002]现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)是一种电路逻辑器件，同时具有静态可重复编程和在线动态重构特性，这种电路功能表现为硬件，但是却可以像软件一样通过编程的方式来修改，大大提高了电子系统的通用性和设计灵活性。FPGA的特性使得它在电路系统中广泛使用。
[0003]现有的FPGA上电配置主要是使用FPGA厂家提供的烧写器通过联合测试行动组(Joint Test Action Group，JTAG)，将逻辑代码下载到外挂的flash存储器中，FPGA上电后，自动将配置数据从外挂的flash存储器读入到配置模块中。
[0004]现有的FPGA上电配置依赖JTAG烧写器以及外挂的flash存储器，正版JTAG烧写器需要几千元，成本较高，而且对于多FPGA系统要烧写多次，浪费时间。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种多FPGA系统的上电配置电路和方法，可以实现对多级FPGA系统的远程更新，硬件上无需JTAG烧写器以及外挂flash存储器，成本较低，而且可以节省时间。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种多FPGA系统的上电配置电路，包括控制模块和至少n级FPGA板卡，n为大于或等于2的正整数；FPGA板卡包括配置模块；至少第一级FPGA板卡还包括信号透传模块；控制模块的第一配置接口与第一级FPGA板卡的配置模块连接，控制模块的第二配置接口与第一级FPGA板卡的信号透传模块的输入端连接，至少第二级FPGA板卡的配置模块与第一级FPGA板卡的信号透传模块的输出端连接，控制模块用于将第一级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第一级FPGA板卡的升级固件通过第一配置接口写入第一级FPGA板卡的配置模块中；控制模块还用于在第i级FPGA板卡配置完成后，将第i+1级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第i+1级FPGA板卡的升级固件至少通过第一级FPGA板卡的信号透传模块传输至第i+1级FPGA板卡的配置模块；其中，i为大于或等于1且小于或等于n
‑
1的正整数。
[0007]可选地，第2级FPGA板卡至第n级FPGA板卡均包括多个FPGA板卡，每级FPGA板卡中的至少一个FPGA板卡还包括信号透传模块；控制模块的第一配置接口与第一级FPGA板卡的配置模块连接，控制模块的第二配置接口与第一级FPGA板卡的信号透传模块的输入端连接，后n
‑
1级FPGA板卡的配置模块与前一级FPGA板卡的信号透传模块的输出端连接。
[0008]可选地，控制模块的第一配置接口与第一级FPGA板卡的配置模块连接，控制模块的第二配置接口与第一级FPGA板卡的信号透传模块的输入端连接，每级FPGA板卡的配置模块均与第一级FPGA板卡的信号透传模块的输出端连接。
[0009]可选地，控制模块在第一级FPGA板卡上。
[0010]可选地，信号透传模块包括多路选择开关，多路选择开关包括第一端和至少两个
第二端，多路选择开关的第一端作为信号透传模块的输入端，多路选择开关的第二端作为信号透传模块的输出端，多路选择开关用于根据控制信号将第一端与一第二端导通。
[0011]可选地，控制模块包括校验值计算单元；校验值计算单元用于在将升级固件写入配置模块之前，计算升级固件当前的校验值，并判断升级固件当前的校验值与升级固件初始的校验值是否一致；控制模块用于在升级固件的当前校验值与升级固件原始的校验值一致时，将升级固件写入配置模块中；控制模块还用于在升级固件的当前校验值与升级固件初始的校验值不一致时，上报校验值错误。
[0012]可选地，多FPGA系统的上电配置电路还包括上位机，上位机与控制模块通信连接，上位机用于向控制模块发送升级固件指令，控制模块用于根据升级固件指令，将升级固件读入到控制模块的内存中。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供了一种多FPGA系统的上电配置方法，应用于上述任意实施例所提供的上电配置电路，上电配置方法包括：将第一级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第一级FPGA板卡的升级固件通过第一配置接口写入第一级FPGA板卡的配置模块中；在第i级FPGA板卡配置完成后，将第i+1级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第i+1级FPGA板卡的升级固件至少通过第一级FPGA板卡的信号透传模块传输至第i+1级FPGA板卡的配置模块；其中，i为大于或等于1的正整数。
[0014]可选地，控制模块包括校验值计算单元，上电配置方法还包括：在将升级固件写入配置模块之前，校验值计算单元计算升级固件当前的校验值，并判断升级固件当前的校验值与升级固件初始的校验值是否一致；在升级固件的当前校验值与升级固件原始的校验值一致时，将升级固件写入配置模块中；在升级固件的当前校验值与升级固件初始的校验值不一致时，上报校验值错误。
[0015]可选地，上电配置电路还包括上位机；在将第一级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第一级FPGA板卡的升级固件通过第一配置接口写入第一级FPGA板卡的配置模块中之前，还包括：接收上位机发送的第一级FPGA板卡的升级固件指令；将第一级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第一级FPGA板卡的升级固件通过第一配置接口写入第一级FPGA板卡的配置模块中，包括：根据第一级FPGA板卡的升级固件指令，将第一级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第一级FPGA板卡的升级固件通过第一配置接口写入第一级FPGA板卡的配置模块中。
[0016]本专利技术实施例提供的上电配置电路，通过控制模块可以直接对多级FPGA系统进行上电配置，无需外挂flash存储器和JTAG烧写器，节省成本；同时当第i级FPGA加载完成后，通过控制模块将第i+1级FPGA板卡的升级固件读入到控制模块的内存中，并将第i+1级FPGA板卡的升级固件至少通过第一级FPGA板卡的信号透传模块传输至第i+1级FPGA板卡的配置模块，完成第i+1级FPGA板卡的配置，当第i+1级FPGA板卡包括多个FPGA板卡时，可以对第i+1级的多个FPGA板卡同时进行上电配置，从而无需对第i+1级的多个FPGA板卡进行逐一烧写，固件升级方便，节省时间。
[0017]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多FPGA系统的上电配置电路，其特征在于，包括控制模块和至少n级FPGA板卡，n为大于或等于2的正整数；所述FPGA板卡包括配置模块；至少第一级所述FPGA板卡还包括信号透传模块；所述控制模块的第一配置接口与第一级所述FPGA板卡的配置模块连接，所述控制模块的第二配置接口与第一级所述FPGA板卡的信号透传模块的输入端连接，至少第二级所述FPGA板卡的配置模块与第一级所述FPGA板卡的信号透传模块的输出端连接，所述控制模块用于将第一级所述FPGA板卡的升级固件读入到所述控制模块的内存中，并将第一级所述FPGA板卡的升级固件通过所述第一配置接口写入第一级所述FPGA板卡的配置模块中；所述控制模块还用于在第i级所述FPGA板卡配置完成后，将所述第i+1级FPGA板卡的升级固件读入到所述控制模块的内存中，并将第i+1级所述FPGA板卡的升级固件至少通过第一级所述FPGA板卡的所述信号透传模块传输至第i+1级所述FPGA板卡的配置模块；其中，i为大于或等于1且小于或等于n
‑
1的正整数。2.根据权利要求1所述的多FPGA系统的上电配置电路，其特征在于，第2级所述FPGA板卡至第n级所述FPGA板卡均包括多个FPGA板卡，每级所述FPGA板卡中的至少一个FPGA板卡还包括信号透传模块；所述控制模块的第一配置接口与第一级所述FPGA板卡的配置模块连接，所述控制模块的第二配置接口与第一级所述FPGA板卡的信号透传模块的输入端连接，后n
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1级所述FPGA板卡的配置模块与前一级所述FPGA板卡的信号透传模块的输出端连接。3.根据权利要求1所述的多FPGA系统的上电配置电路，其特征在于，所述控制模块的第一配置接口与第一级所述FPGA板卡的配置模块连接，所述控制模块的第二配置接口与第一级所述FPGA板卡的信号透传模块的输入端连接，每级所述FPGA板卡的配置模块均与第一级所述FPGA板卡的信号透传模块的输出端连接。4.根据权利要求1所述的多FPGA系统的上电配置电路，其特征在于，所述控制模块在第一级FPGA板卡上。5.根据权利要求1所述的多FPGA系统的上电配置电路，其特征在于，所述信号透传模块包括多路选择开关，所述多路选择开关包括第一端和至少两个第二端，所述多路选择开关的第一端作为所述信号透传模块的输入端，所述多路选择开关的第二端作为所述信号透传模块的输出端，所述多路选择开关用于根据控制信号将所述第一端与一所述第二端导通。6.根据权利要求1所述的多FPGA系统的上电配置电路，其特征在于，所述控制模块包括校验值计算单元；所述校验值计算单元用于在将升级固件写入所述配置模块之前，计算所述升级固件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李寅飞，齐俊，王斌，陈工羽，瞿金桥，
申请(专利权)人：上海毫微太科技有限公司，
类型：发明
国别省市：