一种实现自身加载和更新可执行文件的fpga系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信息通信技术领域，具体是指一种实现自身加载和更新可执行文件的FPGA系统。
【背景技术】
[0002]FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(Conf igurable Logic Block)、输出输入模块10B(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。现场可编程门阵列(FPGA)是可编程器件，与传统逻辑电路和门阵列(如PAL，GAL及CPLD器件)相比，FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表(16X1RAM)来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动1/0，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到1/0模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与1/0间的联接方式，并最终决定了 FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。
[0003]FPGA使用非常广泛，本身可执行文件加载是一个重要的功能，解决远程加载是提高效率的一个重要手段。目前，解决远程加载FPGA的方法主要有两个，一个是通过外挂一个CPU，通过1总线或者CPLD把可执行文件烧录到FPGA中，这样就存在需要额外的cpu资源，设备掉电后需要从新加载，既浪费，也不易使用；另一个是通过JTSA进行FPGA的加载，但是每次使用JTSA加载FPGA，需要每次到设备的现场去加载，并且要拆卸设备等，非常不方便。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种可通过FPGA自身实现加载和更新可执行文件，无需依赖额外CPU即可实现远程加载FPGA的实现自身加载和更新可执行文件的FPGA系统。
[0005]本实用新型通过下述技术方案实现:一种实现自身加载和更新可执行文件的FPGA系统，包括依次通过串行总线连接的FPGA、选择器、串行闪存，所述FPGA还通过TCP链接与负责存储FPGA可执行文件的PC机相连。
[0006]系统由FPGA和串行闪存，选择器3个部分组成。PC机负责存储FPGA可执行文件。
[0007]FPGA实现的功能:模拟出软核处理器，带有网口，串口，串行等外围设备功能;提供串行控制器部分;从串行闪存自动加载可执行文件。
[0008]串行闪存实现的功能:存储FPGA可执行文件;提供串行总线从设备部分。
[0009]选择器实现的功能:在同一时刻仲裁出一个串行总线主设备，来访问串行闪存。
[0010]为更好的实现本实用新型，进一步地，所述FPGA内包括处理器，所述处理器主要由通过内部总线相连的定时器、串口、通用管脚、以太网、内存管理单元、动态内存分配、计算单元以及高速缓存构成，处理器通过串行总线与选择器相连，还通过TCP链接与负责存储FPGA可执行文件的PC机相连。
[0011]串口是一种异步收发传输器，是电脑硬件的一部分。将资料由串行通信与并行通信间作传输转换，作为并行输入成为串行输出的芯片，通常集成于其他通讯接口的连结上。
[0012]通用管脚又被称为总线扩展器，利用工业标准I2C、SMBus或串行接口简化了I/O 口的扩展。当微控制器或芯片组没有足够的I/O端口，或当系统需要采用远端串行通信或控制时，通用管脚产品能够提供额外的控制和监视功能。
[0013]以太网是指的由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。
[0014]内存管理单元是中央处理器(CPU)中用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路，同时也负责虚拟地址映射为物理地址，以及提供硬件机制的内存访问授权，多用户多进程操作系统。
[0015]动态内存分配是数字信号处理器(DSP)中用于快速数据交换的重要技术，它具有独立于CPU的后台批量数据传输能力，能够满足实时图像处理中高速数据传输要求。
[0016]计算单元即算术逻辑部件运算器。
[0017]高速缓存即快速缓冲贮存区。
[0018]为更好的实现本实用新型，进一步地，所述FPGA内还设有串行总线主设备，串行闪存内设有串行总线从设备，串行总线主设备和串行总线从设备均通过SPI总线与选择器连接。
[0019]为更好的实现本实用新型，进一步地，所述Ethernet为标准以太网。
[0020]为更好的实现本实用新型，进一步地，所述串行闪存的型号为W25X10。
[0021]为更好的实现本实用新型，进一步地，所述选择器为4选I的数据选择器。
[0022]为更好的实现本实用新型，进一步地，所述PC机为台式电脑。
[0023]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0024](I)本实用新型通过在FPGA内部逻辑模拟出软核处理器，解决了远程加载FPGA依赖额外CPU的难题，无需额外的CPU资源，系统断电后，无需重新加载，节约了资源，方便使用；
[0025](2)本实用新型支持动态升级，系统可直接加载FPGA可执行文件，无需到现场加载和拆卸，提高了远程加载FPGA的效率；
[0026](3)本实用新型结构原理简单，使用安全方便，适宜广泛应用在FPGA的远程加载中。
【附图说明】
[0027]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其他特征、目的和优点将会变更为明显:
[0028]图1为本实用新型的结构不意框图；
[0029]图2为软核处理器模拟元器件框图；
[0030]图3为本实用新型中储存可执行文件的流程框图；
[0031]图4为本实用新型中加载可执行文件的流程框图。
【具体实施方式】
[0032]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0033]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固