专利名称：一种实现fpga实时动态配置的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实现FPGA实时动态配置的系统，属于数据通信领域。
背景技术：
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。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种实现FPGA实时动态配置的系统。本实用新型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
直ο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，本实用新型通过对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。 本实用新型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 实用新型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。本实用新型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。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型实施例的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型 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)，本实用新型将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。本实用新型的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IXD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。
权利要求一种实现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)连接有储存MCU系统的应用数据配置文件的储存装置(4)。
4.根据权利要求1所述的实现FPGA实时动态配置的系统，其特征在于所述的储存装 置(4)包括程序存储装置(5)和动态存储装置(6)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的实现FPGA实时动态配置的系统，其特征在于所述的MCU系统(2)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 ⑵。
专利摘要本实用新型公开了一种实现FPGA实时动态配置的系统，本实用新型包括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。
文档编号H03K19/177GK201708785SQ20102025307
公开日2011年1月12日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者柳军胜 申请人:杭州海莱电子科技有限公司