本实用新型涉及嵌入式以太网通信和与FPGA的专用接口通信领域，尤其是涉及一种多信号处理设备。具体涉及到STM32芯片与操作系统的TCP大数据量通信和STM32与FPGA的程序下载接口。
背景技术：
对FPGA的程序升级一般使用专用烧写器下载程序完成，这种情况下一般需要进入到现场与设备直接连线，而且设备在设计时就需要预留专用的接口。或者使用第三方的专门软件通过专门的接口进行升级，由于工具的限制，这些都很难做到远程升级。有时候现场的环境比较特殊，难以进入或者设备特殊的要求无法预留外接接口，这时只能通过断电后将设备拆开或者转移后才能进行程序升级，因此能够实现在上位机软件界面通过指令对FPGA程序进行升级是很有必要的。
技术实现要素：
鉴于现有技术的现状及存在的问题，本实用新型提供一种多信号处理设备。本实用新型的目的就是要通过远程客户端软件对设备中的FPGA程序进行下载，从而较为方便的更新设备的功能。
本实用新型采取的技术方案是：一种多信号处理设备，其特征在于，所述多信号处理设备是一块设有ZYNQ主控芯片和四个AMC槽位的承载板卡，每个AMC槽位插入一块AMC板卡，每个AMC板卡上设有两片Xilinx公司的FPGA芯片和一片STM32控制芯片，FPGA芯片与STM32控制芯片通过SelectMap接口连接，四个STM32控制芯片分别通过TCP接口与lanswitch局域网交换芯片连接，lanswitch局域网交换芯片通过TCP接口分别连接所述的ZYNQ主控芯片以及上位机。
所述的每个AMC板卡上的两片FPGA芯片分别通过13个GPIO与STM32控制芯片连接，13个GPIO包括INIT管脚、RDWR_B 管脚、PROGRAMB管脚、CSI_B 管脚、CCLK管脚以及8个数据传输Data[7:0]管脚，通过这些管脚实现FPGA程序下载的基于控制时钟的非连续SelectMap数据下载时序。
本实用新型的有益效果是：实现了Xilinx公司K系列FPGA芯片的程序远程下载，避免了维护人员必须到现场更新程序的麻烦，也为设备节省了外接接口。
附图说明
图1为本实用新型的多信号处理设备架构图；
图2为本实用新型的多信号处理设备连接原理图；
图3为本实用新型采用的基于控制时钟的非连续SelectMap数据下载时序图；
图4为本实用新型的 FPGA程序配置流程图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
本设备是一块包括ZYNQ-030主控芯片和四个AMC槽位的承载板，每个AMC槽位插入一块AMC板卡，每个AMC板卡有两片Xilinx公司的K系列的FPGA芯片（K325t和K410t）以及一片STM32F429控制芯片，每片FPGA芯片与STM32F429控制芯片通过13个GPIO实现SelectMap接口，四个槽位的AMC卡完全一样，每个STM32F429控制芯片与ZYNQ-030主控芯片是通过lanswitch局域网交换芯片连接，接口为TCP。这些单元构成本实用新型的硬件平台，如图1所示。
本实用新型的架构是由上位机控制设备中的ZYNQ-030主控芯片，ZYNQ-030主控芯片控制各AMC板卡上的STM32F429控制芯片，STM32F429控制芯片通过GPIO与FPGA芯片相连接，这些GPIO用于实现SelectMap接口，控制链路均为TCP网络通信，如图2所示。
STM32F429控制芯片与FPGA芯片连接的13个GPIO包括INIT管脚、RDWR_B 管脚、PROGRAMB管脚、CSI_B 管脚、CCLK 以及8个数据传输Data[7:0]管脚，通过这些管脚实现FPGA程序下载的基于控制时钟的非连续SelectMap数据下载时序（Non-Continuous SelectMap Data Loading with Controlled CCLK），如图3所示。
SelectMap接口是Xilinx公司为其FPGA芯片设计的一种通过13个GPIO实现程序下载的接口，该接口下载程序的时序有：8位宽连续SelectMap数据下载时序（Continuous x8 SelectMap Data Loading）、基于Free-Running时钟的非连续SelectMap数据下载时序（Non-Continuous SelectMap Data Loading with Free-Running CCLK）和基于控制时钟的非连续SelectMap数据下载时序（Non-Continuous SelectMap Data Loading with Controlled CCLK）三种。本实用新型选择第三种。
FPGA的程序是后缀为.bin的二进制文件，该文件由FPGA程序编译时设置相关配置参数生成，文件由上位机通过TCP接口传给ZYNQ-030主控芯片，然后ZYNQ-030主控芯片将文件保存在本地，本地可保存多个版本的文件用于调试，上位机通过指令可向FPGA下载不同版本程序。ZYNQ-030主控芯片将文件内容按每帧1K向STM32F429控制芯片发送，STM32F429控制芯片将每个字节通过SelectMap时序传输给FPGA芯片，直到所有程序下载完成，如图4所示。通过FPGA芯片的的DONE管脚可以判断是否变为高电平，即可判断程序是否下载成功。
采用多信号处理设备对 FPGA程序的远程升级方法有如下步骤：
一、通过设置相关配置参数生成后缀为.bin的二进制FPGA程序文件；
二、FPGA程序文件由上位机通过lanswitch局域网交换芯片经TCP接口传给ZYNQ主控芯片；
三、ZYNQ主控芯片接收文件并保存在本地，并保存多个版本的文件用于调试；
四、上位机通过向ZYNQ主控芯片发送指令选择其中一个版本程序下载到FPGA芯片；
五、ZYNQ主控芯片选择上位机所指定版本的程序，将文件内容按每帧1K向STM32控制芯片发送；
六、STM32控制芯片接收程序文件数据，将每个字节通过SelectMap时序传输给FPGA芯片，直到所有程序下载完成，通过判断FPGA的DONE管脚是否变为高电平，即可判断程序是否下载成功。