多系统FPGA远程更新系统的设计与实现-AET-电子技术应用

多系统FPGA远程更新系统的设计与实现

2020年电子技术应用第8期

郝国锋，朱琛，顾晓雪

中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡214072

摘要：为了解决多系统FPGA远程更新的局限性，提出了一种基于SoC的多系统FPGA远程更新系统设计方法。应用以太网协议实现了上位机与SoC控制系统的信息交互，SoC芯片控制加载流程实现多系统FPGA远程更新。通过实际测试，验证了新方法的可行性、正确性。该方法有效解决了传统更新方法操作复杂、距离短、时间长等缺点，对工程应用具有重大意义。

关键词： 多系统 SOC FPGA 远程更新

中图分类号：TN74
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200259
中文引用格式：郝国锋，朱琛，顾晓雪. 多系统FPGA远程更新系统的设计与实现[J].电子技术应用，2020，46(8)：129-131，136.
英文引用格式：Hao Guofeng，Zhu Chen，Gu Xiaoxue. Design and implementation of multi-system FPGA remote update system[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(8)：129-131，136.

Design and implementation of multi-system FPGA remote update system

Hao Guofeng，Zhu Chen，Gu Xiaoxue

China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute，Wuxi 214072，China

Abstract：In order to solve the limitation of multi system FPGA remote update, a design method of multi-system FPGA remote update system based on SoC is proposed. Ethernet protocol is applied to realize the information interaction between the upper computer and SoC control system, and SoC chip controls the loading process to realize the remote update of multi system FPGA. The feasibility and correctness of the new method are verified by practical test. It effectively solves the shortcomings of traditional updating methods, such as complex operation, short distance and long time, and has great significance for engineering application.

Key words :multi-system；SoC；FPGA；remote update

0 引言

FPGA(Field Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列，具有资源丰富、接口资源多、并行逻辑处理能力强、可重复在线编程等特点，FPGA高效而灵活的处理方式使其在军事工业、工业控制、人工智能等很多领域得到广泛应用^[1-2]。Zynq系列SoC芯片作为Xilinx公司的全可编程片上系统，集成了ARM Cortex A9和Kintex-7系列FPGA，处理速度高至1 GHz，丰富的逻辑资源及强大的处理器在系统控制中起到关键作用^[3]。

传统的FPGA更新方法采用串行配置边界扫描(JTAG)来访问芯片并对FPGA的配置Flash进行编程，该方法受限于更新速度和操作距离，仅适用于本地更新^[4-5]。在多片FPGA的大型设备中，JTAG更新方法需要将每片FPGA连接到JTAG下载电缆进行程序更新，因此这种方法效率低下，局限性极大。装备于军事设备及置于人工不能操作的严苛环境下的设备中，传统的更新方式不能完成任务需求。为了解决这些问题，FPGA远程更新已经有相关文献进行了研究，一种方法是利用FPGA内部的MCU软核进行相应的设计实现，在该方法中FPGA的MCU软核依存于FPGA配置程序中，需要预先加载程序，如果远程更新失败，整个系统面临瘫痪的风险^[4]。另一种方法是利用ARM或DSP作为加载控制器，该方法具有电路结构复杂、成本高、实现难度较大等缺点[6-8]。鉴于传统更新方式及现存方法的局限性，本文设计了一种基于SoC的多系统FPGA远程更新系统，并通过工程实现。

本文详细内容请下载:http://www.chinaaet.com/resource/share/2000002967

作者信息:

郝国锋，朱琛，顾晓雪

(中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡214072)

原创声明：此内容为AET网站原创，未经授权禁止转载。

相关内容