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远程在线更新/加载FPGA配置文件设计及实现

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摘要

第1章 引言

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外现状

1.3 课题研究内容

1.4 论文结构安排

第2章 总体方案设计

2.1 课题论文主体设计流程

2.2 系统硬件结构

2.3.1 DSP的器件选型及介绍

2.3.2 FPGA的器件选型及介绍

2.3.3 FLASH的器件选型及介绍

2.4 本章小结

第3章 数据格式选择及数据传输流程设计

3.1 配制方法和配置文件的选择

3.1.1 FPGA配置方法的选择

3.1.2 FPGA配置文件格式的选择

3.2 DSP网络端数据交互设计

3.3 SRIO核产生及应用

3.3.1 SRIO核的产生

3.3.2 SRIO初始化

3.3.3 SRIO核的工作模式

3.3.4 SRIO核的通讯协议设置

3.4 SRIO用户接口时序介绍

3.5 本章小结

第4章 FLASH读写时序操作设计

4.1 FLASH芯片端口介绍

4.2 FLASH擦除、写入、回读操作流程及时序设计

4.2.1 FLASH擦除、解锁操作流程及时序设计

4.2.2 FLASH的写入操作流程及时序设计

4.2.3 FLASH的回读操作流程及时序设计

4.3 整体软件方案与时序设计

4.3.1 程序主体流程设计

4.3.2 程序时间约束设计

4.3.3 数据格式调整

4.4 程序总流程

4.5 本章小结

第5章 调试及问题解决

5.1 网络端口调试

5.2 SRIO端口调试

5.3 FLASH数据调试

5.4 稳定性测试

5.5 本章小结

第6章 程序模块化封装

结论

致谢

参考文献

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摘要

一般情况下,加载FPGA配置文件都是在本地通过JTAG下载电缆进行加载,当配置文件要求临时更换或者无法满足本地加载条件时,若使用传统的加载方式来加载FPGA配置文件将会造成极大的人力和时间的浪费。常规的Xilinx官方的非JTAG加载模式推荐的方法是采用FLASH+微处理芯片+FPGA的架构,这种构架的好处在于,微处理芯片能选择加载存储在FLASH中的不同FPGA配置文件,但如果FPGA配置文件已经存储在FLASH中以后,就不能进行随意更改了,并且存在于FLASH和FPGA之间的微处理芯片既额外增加了工程产品的成本,还一定程度下降低了产品运用的可靠性和安全性,如果硬件结构中的微处理芯片出现问题,那么FLASH将与FPGA失去通信,从而造成整个工程陷入瘫痪,而最终整个工程产品会封装在封闭机箱中,拆卸机箱修复板卡也会非常麻烦。综合以上条件约束,本文提出了一种在线配置FPGA的新架构——FLASH+FPGA+外部文件传输源(DSP)。这种架构的好处在于FLASH和FPGA间少了一级微处理芯片,不但节约了工程成本,而且能够随时随地在不使用JTAG下载电缆的情况下加载/更改FPGA配置文件,并且直接可靠的从FLASH中读取FPGA配置文件,灵活可靠的满足了工程的需要(梅安华等,2005)。
  在工程应用的背景下,本文着重介绍的是由DSP和FPGA互相协作的数字信号处理硬件平台,强调的是工程产品的实用性和可靠性。在论文中详细说明了整体方案的设计,包括硬件器件的选型,数据流通道,以及各个器件之间的逻辑编程,时序约束和相互配合,最终实现所需求的功能。
  本论文在设计中结合已有硬件平台选择了DSP+FPGA+FLASH芯片的硬件结构。通过网络接口,SRIO接口等数据通道进行数据传输,最终实现了可以在远程通过网络在不使用JTAG下载电缆的情况下对FPGA进行配置文件的加载和更改。这样不仅能在实际工程应用中避免时间的浪费和不必要的工作量,还能规避很过由于硬件机箱拆装所造成的不可预知的麻烦。

著录项

  • 作者

    蔺亚鹏;

  • 作者单位

    成都理工大学;

  • 授予单位 成都理工大学;
  • 学科 电子与通信工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 解振东,姚俊;
  • 年度 2017
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TP311.52;
  • 关键词

    远程在线更新; FPGA配置; SRIO接口; 微处理芯片;

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