一种嵌入式设备的FPGA动态功能切换方法及装置与流程

本发明涉及设备应用管理和测试技术领域，特别涉及一种嵌入式设备的FPGA动态功能切换方法及装置

背景技术：

目前，嵌入式系统产业发展极其迅猛，己经成为计算机体系的重要组成部分。嵌入式产品己经深入到人们生活的方方面面，可谓无处不在，从手机、MP3到智能家电、车载电子再到航天飞机、卫星系统，无处不有嵌入式系统在大显身手。而基于FPGA的嵌入式系统的发展也方兴未艾，正是由于FPGA运算速度快、可并行计算、在线可编程等优良特性使得FPGA在嵌入式系统中的地位稳步上升。

目前的嵌入式设备由很多的产品应用分类，用在不同的应用场合下，这些设备对外的应用功能有所区别，比如：有的设备支持sv接收，有的设备不支持sv接收；有的设备支持异步ft3和曼码ft3接收，有的设备只支持曼码ft3；有些设备支持组网和点对点，有的设备只支持点对点……，总之根据支持的应用功能的区别，设备具有很多的型号。

从设备设计层面来看，设备之间的主要的区别在于FPGA模块及其对应的硬件模块的不同。但是这些设备有一个共同点，那就是软件平台是统一的。即一套软件平台可以支持多种设备，不同的设备根据设备对应的不同的硬件本卡或者FPGA程序来实现不同功能。传统的设备功能定型是由人工完成的，即技术人员根据不同的功能需求，给设备下载不同版本的FPGA程序，然后再进行测试，这样比较繁琐并且操作容易出错。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种嵌入式设备的FPGA动态功能切换的方法，用于解决人工定型功能带来的操作繁琐和易错的问题，使得装置的应用便捷、可靠。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种嵌入式设备的FPGA动态功能切换方法，步骤如下：

1)根据设备功能和FPGA目标文件的一一对应关系形成目标文件映射表；

2)解析配置文件信息和指令信息，得到待切换功能的信息；

3)根据所述待切换功能的信息，结合上述目标文件映射表查找对应的目标文件；

4)加载查找到的目标文件。

解析配置文件信息和指令信息获得校验信息，同时在查找对应的目标文件时，计算对应的目标文件的校验信息，将解析的校验信息和计算出的校验信息进行比对，若解析的校验信息和计算出的校验信息一致，则加载该目标文件，若解析的校验信息和计算出的校验信息不一致，则装置告警、写报告并且加载默认的FPGA目标文件。

若设备配置功能已定型则解析配置文件获取指令信息，若未定型，则等待并解析上位机发出的指令信息。

所述校验信息包括CRC验证码。

本发明还提供了一种嵌入式设备的FPGA动态功能切换装置，该装置包括：

目标单元：用于根据设备功能和FPGA目标文件的一一对应关系形成目标文件映射表；

解析单元：用于解析配置文件信息和指令信息，得到待切换功能的信息；

查找单元：用于根据所述待切换功能的信息，结合上述目标文件映射表查找对应的目标文件；

加载单元：用于加载查找到的目标文件。

该装置还包括用于解析配置文件信息和指令信息获得校验信息，同时在查找对应的目标文件时，计算对应的目标文件的校验信息，将解析的校验信息和计算出的校验信息进行比对，若解析的校验信息和计算出的校验信息一致，则加载该目标文件，若解析的校验信息和计算出的校验信息不一致，则装置告警、写报告并且加载默认的FPGA目标文件的单元。

该装置还包括用于若设备配置功能已定型则解析配置文件获取指令信息，若未定型，则等待并解析上位机发出的指令信息的单元。

该装置还包括用于所述校验信息包括CRC验证码的单元。

本发明的有益效果是：

通过将设备功能和FPGA程序制作成映射表，从上位机中获取设备类型信息，平台内部的FPGA加载管理模块就会自动的寻找对应的FPGA目标文件，并自动完成加载和FPGA模块重启，可以方便快捷的进行设备的功能切换，实现了对不同设备功能的不同所需要的各种FPGA目标文件的管理，避免了人工定型设备功能的繁琐和容易出现错误的弊端，增加了工作效率，增强了装置管理的高效性和便捷性。

在装置内部设置FPGA加载管理模块，可用来判断上位机指令信息不同或者配置信息不同的条件下对应的FPGA目标文件名称和CRC码。

如果不同功能的设备工作在同一个软件平台上，可以利用此方法完成对装置不同功能的测试，由上位机对装置平台下发命令，装置根据命令的选择不同的FPGA目标文件，加载至FPGA并自动完成FPGA模块的重启，从而完成装置功能的测试。

附图说明

图1是FPGA动态切换管理模块整体结构示意图；

图2是FPGA动态切换管理模块内部结构示意图；

图3是FPGA动态切换管理模块的处理流程图。

具体实施方式

一种嵌入式设备的FPGA动态功能切换方法，包括以下步骤：

步骤1)根据设备功能和FPGA目标文件的一一对应关系形成目标文件映射表；

步骤2)解析配置文件信息和指令信息，得到待切换功能的信息；

步骤3)根据所述待切换功能的信息，结合上述目标文件映射表查找对应的目标文件；

步骤4)加载查找到的目标文件。

这种方法能够避免人工管理装置的繁琐和容易出错的弊端，能够增强装置管理的高效性和便捷性。具体的，如图1、图2和图3所示，该方法的具体步骤如下：

1将不同设备类型对应的FPGA目标文件收集起来存放到设备存储模块的一个文件夹里，并且制定一个FPGA目标程序映射表。

2在软件平台内部实现一个FPGA加载模块，该模块包括指令分析模块、目标文件映射模块、目标文件校验模块，并由该模块自动管理设备不同功能应用下对FPGA目标文件的选择和使用。

3上位机向指设备平台发送配置文件信息，由指令分析模块判断设备功能是否已经定型，如果已经定型直接从配置文件中获取指令信息并进行后续操作，如果没有定型就加载默认FPGA目标文件并等待上位机的指令。此外，设备功能是否定型可通过其他方式判断，也可以不用考虑设备功能是否定型，直接加载默认FPGA目标文件并等待上位机发送指令。不管是从配置文件中还是上位机中获取的指令信息都包括指定的两个内容：目标文件名和对应文件的CRC码，其中目标文件名需要人工编制并且提供到FPGA目标文件映射表里。通过指令分析模块获取指令信息后，该模块对信息分析并获取目标文件名和CRC码。

4根据指令分析模块获取的目标文件名，FPGA目标文件映射查找模块按指定的路径根据文件名遍历所有的FPGA目标文件，查询和目标文件名对应的目标文件，如果找不到对应的目标文件，则装置告警、写报告并且加载默认的FPGA目标文件，如果找到对应的目标文件则进入文件校验模块。

5目标文件校验模块将在FPGA目标文件映射查找模块查找的对应目标文件，对获取到的对应目标文件进行计算得到CRC码，将该CRC码与指令分析模块中获取的CRC码比较，如果CRC码一致则加载选中的目标文件，并重启FPGA模块，如果不一致则装置告警、写报告并且加载默认的FPGA模块。

以上实施例中，对于目标文件的校验可以通过其他方式实现或者不进行校验直接加载查找到的FPGA目标文件。

本发明还提供了一种嵌入式设备的FPGA动态功能切换装置，该装置包括

目标单元、解析单元、查找单元、加载单元。其中目标单元用于根据设备功能和FPGA目标文件的一一对应关系形成目标文件映射表；解析单元用于解析配置文件信息和指令信息，得到待切换功能的指令信息；查找单元用于根据所述待切换功能的信息，结合上述目标文件映射表查找对应的目标文件；加载单元用于加载查找到的目标文件。

上述功能切换装置，实际上是一种软件构架，其中的各单元是与上述功能切换方法的各步骤1)、2)、3)、4)相对应的进程或程序。因此，不再对该功能切换装置进行详细说明。

上述功能切换装置作为一种程序，在嵌入式设备中运行，能够实现对设备功能不同时需要各种不同的FPGA目标文件的管理，实现了不同目标文件下不同功能的自动切换，避免了人工定型设备功能的繁琐和容易出现错误的弊端，增加了工作效率，增强了设备管理的高效性和便捷性。