一种spartan6系列FPGA多镜像程序远程刷新方法

技术领域

本发明涉及一种应用于xilinx spartan6系列FPGA(现场可编程门阵列)程序远程刷新方法，用于风电变流器的程序刷新。

背景技术

由于风机运行的特殊性，风机之间必须保持一定的间距，并且大多数风机安装在交通不便的高山与海洋中。很多陆上风场路况比较恶劣，而海上风场维护成本更加高。当前风机远程程序刷新失败后，需要人员到机位刷新程序，所以增加远程刷新的可靠性对于降低维护成本至关重要。

Xilinx spartan6平台下需要自定义编写Flash读写控制器，当无法提供JTAG等其他连接时，Flash的更新就只有远程刷新一种方案。如果写入Flash的数据出现错误，这样会导致FPGA无法加载成功。当FPGA无法加载成功或者工作不正常的时候，整个系统无法正常工作。要解决这个问题，此时必须重新通过远程更新FPGA片外Flash，纠正之前的错误。如果Flash直接由FPGA控制，当远程更新出现错误时，很可能导致远程更新彻底失效，只能安排现场更新来修复。

发明内容

本发明的目的是：提高风电变流器程序远程刷新的可靠性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种spartan6系列FPGA多镜像程序远程刷新方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在spartan6系列FPGA中设置快速检查模块，并在spartan6系列FPGA片外FLASH中设置G镜像区域、U镜像区域及M镜像区域；将初始程序烧录在G镜像区域、U镜像区域形成G镜像文件及U镜像文件；M镜像为启动镜像，M镜像区域用于存储镜像跳转关键字，通过镜像跳转关键字状态标记加载G镜像文件还是加载U镜像文件，镜像跳转关键字状态初始化为标记加载U镜像文件；

步骤2、当远程刷新spartan6系列FPGA的片外FLASH时，spartan6系列FPGA的MultiBoot Flashprogrammer将最新的程序写入片外FLASH的U镜像区域，从而更新U镜像文件；

在数据传输过程中，若出现镜像数据校验失效时，将片外FLASH中M镜像区域存储的镜像跳转关键字状态更新为标记加载G镜像文件；

步骤3、设备上电启动后，spartan6系列FPGA通过快速检查模块检查跳转关键字状态，若镜像跳转关键字状态标记为加载U镜像文件，则spartan6系列FPGA加载片外FLASH中更新后的U镜像文件，若镜像跳转关键字状态标记为加载G镜像文件，则spartan6系列FPGA加载片外FLASH中的G镜像文件。

优选地，若镜像跳转关键字状态为ON，则加载U镜像文件，若镜像跳转关键字状态为OFF，则加载G镜像文件。

优选地，步骤3中，若spartan6系列FPGA加载片外FLASH中的G镜像文件，则spartan6系列FPGA将故障上传到上位机。

本发明更新的时候只更新U镜像，更新后直接使用U镜像。当出现U镜像更新出现错误的时候，则启动G镜像。通过G镜像中的设计来重新更新Flash中U镜像部分的数据。由于G镜像从来没有被更新过，这样出现错误的概率也就非常小。这样即使U镜像出现错误，可以通过G镜像来完成一些工作(例如Flash读写操作)，从而来保证设计一直可以使用。

由此，相比与现有技术方案本发明的使用将大大降低系统刷新失败的风险，从而降低维护成本，间接的提升了产品的竞争力。

附图说明

图1为远程程序更新系统图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图2所示，本发明提供的一种spartan6系列FPGA多镜像程序远程刷新方法包括以下步骤：

步骤1、在spartan6系列FPGA中设置快速检查模块，并在spartan6系列FPGA片外FLASH中设置G镜像区域、U镜像区域及M镜像区域。将初始程序烧录在G镜像区域、U镜像区域形成G镜像文件及U镜像文件。M镜像为启动镜像，M镜像区域用于存储镜像跳转关键字，通过镜像跳转关键字状态标记加载G镜像文件还是加载U镜像文件，本实施例中，若镜像跳转关键字状态为ON，则加载U镜像文件；若镜像跳转关键字状态为OFF，则加载G镜像文件。将镜像跳转关键字状态初始化为ON。

步骤2、当远程刷新spartan6系列FPGA的片外FLASH时，spartan6系列FPGA的MultiBoot Flashprogrammer将最新的程序写入片外FLASH的U镜像区域，从而更新U镜像文件。

在数据传输过程中，若出现镜像数据校验失效时，将片外FLASH中M镜像区域存储的镜像跳转关键字状态更新为OFF。

上电完成之后，spartan6系列FPGA就会按照设置进行加载操作。在主动模式下，spartan6系列FPGA会开始对Flash的操作，尝试读取Flash中存储的配置镜像数据。需要注意的是，主动模式下这一系列操作都是spartan6系列FPGA自动完成的，用户无法控制。当数据传输过程中出现概率极低的镜像数据校验失效时，此时需要更新的程序是存在问题的，不能在系统中运行的，此时如果错误地加载了U镜像，系统将会死机从而无法自恢复。通过本方法中的M镜像区域及快速检查模块可以实现退回到G镜像文件，并将故障上传到上位机，具体而言：

步骤3、设备上电启动后，spartan6系列FPGA通过快速检查模块检查跳转关键字状态，若镜像跳转关键字状态为ON，则spartan6系列FPGA加载片外FLASH中更新后的U镜像文件，从而完成程序更新。若镜像跳转关键字状态为OFF，则spartan6系列FPGA加载片外FLASH中的G镜像文件，程序更新失败，随后spartan6系列FPGA将故障上传到上位机。