一种实现ＦＰＧＡ实时动态配置的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种实现ＦＰＧＡ实时动态配置的系统，本实用新型专利技术包括ＦＰＧＡ芯片（１），ＦＰＧＡ芯片（１）连接有对其进行实时编译的ＭＣＵ系统（２）。本实用新型专利技术可以使得封装完成的ＦＰＧＡ不需要单独升级，通过ＭＣＵ系统读或写应用数据，再将应用数据加载至ＦＰＧＡ芯片，实现ＦＰＧＡ的实时动态配置。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种实现FPGA实时动态配置的系统，属于数据通信领域。
技术介绍
现场可编程逻辑门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA的使用非常灵活，内部可利用资源丰富，同一片FPGA通过不同的设计可以产生不同的电路功能。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、LED、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用，例如在现代LED显示屏的核心技术应用中，就大量采用了FPGA芯片。目前，MCU系统中FPGA在使用过程中一般都是采用固定逻辑，既在开发时完成FPGA逻辑设计，生成FPGA配置数据文件，并把FPGA配置数据文件写到FPGA硬件中，实际使用时FPGA在上电配置时自动或被动配置应用电路逻辑，部分应用中使用ARM或单片机配置FPGA内部电路逻辑。这些应用中硬件逻辑开发和嵌入式软件开发相对独立，虽然在单片机配置FPGA电路逻辑的应用中可以使FPGA器件配置不同的电路模块，实际也有采用这种动态配置FPGA硬件的应用，但硬件逻辑没有跟软件开发语言结合，FPGA逻辑电路不会根据软件系统运行而实时动态实现硬件逻辑的更新配置。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种实现FPGA实时动态配置的系统。本技术的技术方案：一种实现FPGA实时动态配置的系统，所述的系统包括FPGA芯片，FPGA芯片连接有对其进行实时编译的MCU系统。上述的实现FPGA实时动态配置的系统中，所述的MCU系统还连接将结构数组转换装置。前述的实现FPGA实时动态配置的系统中，所述的MCU系统设置有储存MCU系统的应用数据配置文件的储存装置。前述的实现FPGA实时动态配置的系统中，所述的储存装置包括程序存储装置和动态存储装置。前述的实现FPGA实时动态配置的系统中，所述的MCU系统还连接有显示正在加载的配置文件对应的应用数据配置文件的显示装置。与现有技术相比，本技术通过对MCU系统的改进，采用MCU系统现场对FPGA进行实时动态配置，取得了以下有益效果。本技术可以使得封装完成的FPGA不需要单独升级，通过MCU系统读或写应用数据(即应用软件)，再将应用数据加载至FPGA芯片，实现FPGA的实时动态配置；因此，本技术不仅可以使封装完成的FPGA实现了不同的功能，而且封装类FPGA硬件的重复利用，大大降低了运行成本，提高了工作效率，同时MCU系统的多个应用系统重复使用同一个封闭类FPGA硬件也加快了系统设计进度，节约了开发时间。本技术还包括结构数组转-->换，即根据FPGA芯片的配置数据文件的结构数组转换成与嵌入式系统相适应的结构数组，使得不同结构数组的MCU系统可以编译出同一FPGA硬件的配置文件。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术实施例的工作流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。实施例：一种实现FPGA实时动态配置的系统，如附图1所示，包括FPGA芯片1(FPGA芯片可以选用Altera公司生产的Cyeloneii系列的EP3C25F256C8芯片)，FPGA芯片1连接有对其进行实时编译的MCU系统(MCU系统可以选用ARM或者PowerPC)，MCU系统具有对安装在MCU系统内的应用数据(也即MCU系统的应用软件)现场编译、成本低、性能高、易于使用的特点，MCU系统与FPGA芯片的连接为串行PS配置模式或者JTAG配置模式。所述的MCU系统2还连接有结构数组转换装置3，结构数组转换装置3的作用是根据FPGA芯片的配置数据文件的结构数组转换成与MCU系统相适应的结构数组，通过转换后的结构数组编译应用数据，如某MCU系统的应用数据通过C结构数组编程，先通过EDA设计软件生成二进制FPGA的配置文件，通过BIN2C工具转换成C结构数组，再将C结构数组合并到MCU系统的应用数据中，最后通过编译应用数据并将应用数据加载至FPGA芯片中，实现FPGA的实时动态配置。MCU系统2设置有储存MCU系统的应用数据配置文件的储存装置4；所述的储存装置4包括程序存储装置5(程序存储装置可以先用Nor Flash或者Nand Flash)和动态存储装置6(动态存储装置可以选用SDRAM或者DDR或者DDR2)，本技术将FPGA芯片的目标程序对应的应用数据配置文件储存到储存装置，MCU系统通过读入应用数据配置文件并加载至FPGA芯片中，实现FPGA的实时动态配置。本技术的MCU系统2还连接有显示正在加载的配置文件对应的应用数据配置文件的显示装置7(显示装置可以选用普通的LCD显示屏)。如附图2所示，实现FPGA实时动态配置的方法，包括有以下步骤：步骤1：结构数组转换；即根据FPGA芯片的配置数据文件的结构数组转换成与MCU系统相适应的结构数组。如某MCU系统的应用数据通过C结构数组编程，先通过EDA设计软件生成二进制FPGA的配置文件，通过BIN2C工具转换成C结构数组。步骤2：应用数据编译；通过转换过的结构数组对MCU系统的应用数据进行现场编程；或者是从MCU系统的储存装置中将FPGA的目标程序对应的应用数据读入到MCU系统中；步骤3：应用数据显示；将对MCU系统的应用进行现场编程的应用数据配置文件在LCD显示屏上进行显示；或者是将储存装置中将FPGA的目标程序对应的应用数据配置文件在LDC显示屏上进行显示；步骤4：应用数据加载至PFGA；将MCU系统的应用数据加载FPGA芯片中，实现FPGA的实时动态配置。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现ＦＰＧＡ实时动态配置的系统，其特征在于：所述的系统包括ＦＰＧＡ芯片（１），ＦＰＧＡ芯片（１）连接有对其进行实时编译的ＭＣＵ系统（２）。

【技术特征摘要】
1.一种实现FPGA实时动态配置的系统，其特征在于：所述的系统包括FPGA芯片(1)，FPGA芯片(1)连接有对其进行实时编译的MCU系统(2)。2.根据权利要求1所述的实现FPGA实时动态配置的系统，其特征在于：所述的MCU系统(2)连接有结构数组转换装置(3)。3.根据权利要求1所述的实现FPGA实时动态配置的系统，其特征在于：所述的MCU系统(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳军胜，
申请(专利权)人：杭州海莱电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]