一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路，包括与计算机总线(1)通讯的PCI桥芯片(2)，与所述PCI桥芯片(2)相连接的配置FPGA(4)、与所述PCI桥芯片(2)相连接的功能FPGA(5)及外围接口电路(7)。将计算机总线的标准信号通过PCI桥芯片(2)转换为本地总线(3)，本地总线(3)连接配置FPGA(4)和功能FPGA(5)，实现对所述两个FPGA的控制。当需要对功能FPGA功能进行重构时，由计算机主机通过计算机总线下载不同的配置数据，通过配置FPGA(4)重新配置功能FPGA(5)，即可改写功能FPGA(5)的逻辑功能，使得电路具有新的功能。（*该技术在2022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FPGA功能在线可配置和重构电路，尤其涉及一种基于计算机总线(PCI总线、CPCI总线)对FPGA芯片的功能在线进行配置和重构的电路。
技术介绍
FPGA芯片是一种现场可编程的门阵列，用于复杂的数字电路中，完成电路的逻辑控制功能。通常FPGA芯片是在逻辑设计完成后，通过专用的JTAG接口，由专用的仿真配置工具烧写到FPGA中，形成具有固定功能的逻辑芯片，完成电路的逻辑控制功能。但由于该 下，放到专用的仿真配置工具中重新进行烧写。因此，固化的FPGA逻辑限制了电路功能的通用化，专用的烧写工具也限制了设备在线使用的范围。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种基于计算机的PCI总线或CPCI总线，通过计算机总线在线对电路的FPGA芯片逻辑进行重新配置和构成，使得设备不用拆卸，在线完成电路的功能重构，使设备具有新的功能，实现设备的通用化。为达到上述目的，本技术通过以下技术措施实现。按照本技术提供的一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路，包括与计算机总线通讯的PCI桥芯片、与所述PCI桥芯片相连接的配置FPGA、与所述PCI桥芯片相连接的功能FPGA及外围接口电路。将计算机总线的标准信号通过PCI桥芯片转换为本地总线，本地总线连接配置FPGA和功能FPGA，实现对所述两个FPGA的控制。通过控制配置FPGA接收计算机总线传输过来功能FPGA的配置数据，并依据功能FPGA配置端口的数据输入要求将配置数据输入到功能FPGA内部，实现对功能FPGA的逻辑功能的重构，重构后的功能FPGA具有预先设计的逻辑控制功能，实现对外围其它电路的控制，达到规定的功能。按照本技术提供的一种基于计算机总线的FPGA在线可配置和重构电路还具有如下附属技术特征所述配置FPGA和功能FPGA均属于现场可编程的器件，其器件型号可不同，根据所需门阵列容量选择。所述配置FPGA的功能是通过专用的仿真配置工具事先烧写固化的，其内部逻辑不能更改，占用固定的本地总线地址空间，是作为计算机总线到功能FPGA配置重构的桥Mο所述配置FPGA在配置功能FPGA的同时，监视功能FPGA的配置状态输出，并将状态通过PCI桥通知计算机主机。主机根据配置FPGA提供的功能FPGA配置状态，判断功能FPGA是否配置成功，功能FPGA配置成功后，计算机主机可通过计算机总线访问功能FPGA内部的寄存器来实现预先设计的功能。外围电路是配合功能FPGA实现电气接口或其它功能。当需要对功能FPGA功能进行重构时，由计算机主机通过计算机总线下载不同的配置数据，通过配置FPGA重新配置功能FPGA，即可改写功能FPGA的逻辑功能，使得电路具有新的功能。按照本技术提供的一种基于计算机总线的FPGA在线可配置和重构电路与现有技术相比具有如下优点本技术的现场可配置和重构功能使得功能FPGA能够根据使用者的要求对电路的逻辑功能进行重新设计和构成，使得同一个硬件电路能够完成不同的逻辑功能，从而提高了电路应用场合，使得本技术具有较高的通用性。附图说明图I是本技术的结构框图。图2是本技术的配置流程图。图中1.计算机总线；2.PCI桥芯片；3.本地总线；4.配置FPGA ；5.功能FPGA ；6.串口数据信号；7.外围接口。具体实施方式参见图I和图2，在本技术给出的一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路的实施例，包括与计算机总线I、与所述计算机总线I连接的PCI桥芯片2、与所述PCI桥芯片2连接的本地总线3、与本地总线3相连的配置FPGA4和功能FPGA5、配置FPGA4和功能FPGA5相连的串口数据信号6及外围接口 7。由计算机主机向所述计算机总线I发送配置命令，传输配置数据，通过PCI桥芯片2将计算机总线I上的命令、地址和数据转换为本地总线3上的控制信号、地址信号和数据信号，本地总线3上的控制信号和地址信号实现对配置FPGA4的选通和控制，使得配置FPGA4接收本地总线3上传输过来的数据信号，即功能FPGA5的配置数据，并通过配置FPGA4将配置数据转换为串口数据信号6，通过串口数据信号6将串行格式的配置数据输入到功能FPGA5内部，实现对功能FPGA5的逻辑功能的配置，配置后的功能FPGA5通过外围接口 7实现对其它外围电路的控制。本技术中配置FPGA的功能已通过专用的仿真配置工具事先烧写固化，该配置FPGA的功能就是将配置数据转换为功能FPGA进行功能配置需要串行数据信号，数据格式按照功能FPGA要求的输入格式，该格式为FPGA的固有格式。参见图I和图2，在本实施中，所述配置FPGA和功能FPGA均属于现场可编程的器件，其器件型号可不同，根据所需门阵列容量选择。所述配置FPGA在配置功能FPGA的同时，监视功能FPGA的配置状态输出，并将状态通过PCI桥通知计算机主机。主机根据配置FPGA提供的功能FPGA配置状态，判断功能FPGA是否配置成功，功能FPGA配置成功后，计算机主机可通过计算机总线访问功能FPGA内部的寄存器来实现预先设计的功能。参见图I和图2，当需要对电路功能重新定义时，对功能FPGA功能进行重构即可，由计算机主机通过计算机总线下载不同的配置数据，通过配置FPGA重新配置功能FPGA，即可改写功能FPGA的逻辑功能，使得电路具有新的功能。权利要求1.一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路，其特征在于包括与计算机总线(I)通讯的PCI桥芯片(2)，与所述PCI桥芯片(2)相连接的配置FPGA (4)、与所述PCI桥芯片⑵相连接的功能FPGA(5)及外围接口电路(7)，将计算机总线的标准信号通过PCI桥芯片(2)转换为本地总线(3)，本地总线(3)连接配置FPGA (4)和功能FPGA (5)，实现对所述两个FPGA的控制，配置FPGA(4)的配置数据，通过串口数据信号(6)输入到功能FPGA(5)内部，实现对功能FPGA(5)的逻辑功能的重构。2.如权利要求I所述的一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路，其特征在于所述配置FPGA(4)和功能FPGA(5)均属于现场可编程的器件，其器件型号可以不一致，根据所需门阵列容量选择。3.如权利要求I所述的一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路，其特征在于所述配置FPGA(4)的功能是通过专用的仿真配置工具事先烧写固化的，其内部逻辑不能更改，占用固定的本地总线地址空间，是作为计算机总线到功能FPGA配置重构的桥梁。专利摘要本技术涉及一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路，包括与计算机总线(1)通讯的PCI桥芯片(2)，与所述PCI桥芯片(2)相连接的配置FPGA(4)、与所述PCI桥芯片(2)相连接的功能FPGA(5)及外围接口电路(7)。将计算机总线的标准信号通过PCI桥芯片(2)转换为本地总线(3)，本地总线(3)连接配置FPGA(4)和功能FPGA(5)，实现对所述两个FPGA的控制。当需要对功能FPGA功能进行重构时，由计算机主机通过计算机总线下载不同的配置数据，通过配置FPGA(4)重新配置功能FPGA(5)，即可改写功能FP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于计算机总线的FPGA功能在线可配置和重构电路，其特征在于：包括与计算机总线(1)通讯的PCI桥芯片(2)，与所述PCI桥芯片(2)相连接的配置FPGA(4)、与所述PCI桥芯片(2)相连接的功能FPGA(5)及外围接口电路(7)，将计算机总线的标准信号通过PCI桥芯片(2)转换为本地总线(3)，本地总线(3)连接配置FPGA(4)和功能FPGA(5)，实现对所述两个FPGA的控制，配置FPGA(4)的配置数据，通过串口数据信号(6)输入到功能FPGA(5)内部，实现对功能FPGA(5)的逻辑功能的重构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡广明，杨业明，于江海，刘晓锋，王芳，梁屹，漆小彩，高岩，冯涌泉，俞波，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：