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CN104636168A - 基于mlvds总线的soc fpga在线升级方法 - Google Patents

基于mlvds总线的soc fpga在线升级方法 Download PDF

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CN104636168A
CN104636168A CN201510066558.4A CN201510066558A CN104636168A CN 104636168 A CN104636168 A CN 104636168A CN 201510066558 A CN201510066558 A CN 201510066558A CN 104636168 A CN104636168 A CN 104636168A
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CN
China
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soc
fpga
mlvds
spi flash
program
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Application number
CN201510066558.4A
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English (en)
Inventor
许仁安
黄作兵
李伟
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NANJING GUODIAN NANZI MEIZHUO CONTROL SYSTEM CO Ltd
Original Assignee
NANJING GUODIAN NANZI MEIZHUO CONTROL SYSTEM CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于MLVDS总线的SOC FPGA在线升级方法，包括以下步骤：（1）、在SOC FPGA芯片上构建MLVDS总线，并将构建的MLVDS总线并联运行在继电保护装置的MLVDS总线上；（2）、应用SOC FPGA芯片的SOC，外挂SPI FLASH；（3）、SOC把配置文件读入；（4）、SOC烧写进SPI FLASH；（5）、通过SOC FPGA芯片上的SOC读入SPI FLASH中的程序，通过SOC对SOC自身的应用程序和对FPGA的应用程序进行升级；本发明升级时不需要打开机箱，拔出插件；升级速度至少是原来速度的4倍，在插件多的时候，大大提高了效率。

Description

基于MLVDS总线的SOC FPGA在线升级方法
技术领域
本发明属于继电保护装置软件更新领域，尤其涉及一种基于MLVDS总线的SOC FPGA程序在线升级方法。
背景技术
SOC FPGA是目前芯片技术发展的新的方向，它的优势在于在一个芯片上集成了处理器核和FPGA（现场可编程门阵列），这样在继电保护装置里设计即插件的时候就非常的方便。对一台装置上多个由SOC FPGA设计成的插件运行的情况，目前这些SOC FPGA配置文件存储不了，同时升级速度很慢，一旦出错后处理困难。当SOC和FPGA运行程序需要升级时，目前的方案是将插件拔出来用JTAG口进行烧写程序，或者是通过装置内部的串口进行程序烧写。由于继电保护装置是封闭的，一旦投入运行后打开非常的不便。用内部串口烧写时，串口的速度很低，烧写速度很慢，同时一旦不成功，还会导致升级不成功，只能再次拔出插件用JTAG（一种主要应用于电路的边界测试和可编程芯片的在线系统编程的接口）口烧写程序。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明提供一种基于MLVDS总线的SOC FPGA程序在线升级方法，解决了SOC FPGA的配置文件的存储问题，大大提高了升级速度，防止了在升级过程中出现错误导致SOC FPGA死机进而无法升级的情况。
本发明采用的技术方案为：
一种基于MLVDS总线的SOC FPGA（SOC：片上系统 ，System on a Chip）程序在线升级方法，包括以下步骤：
（1）、在SOC FPGA芯片上构建MLVDS（多点低电压差分信号，Multipoint low Voltage Differential Signaling）总线，构建的MLVDS总线上挂若干个接口相同的插件（插件用于交流量采集，开入量采集，出口信号等），并将构建的MLVDS总线并联运行在继电保护装置的MLVDS总线上；通过第（1）骤实现了SOC FPGA芯片与继电保护装置的MLVDS总线连接；
（2）、应用SOC FPGA芯片的SOC，外挂一块SPI FLASH（串行非易失性存储器）；SPI FLASH用于实现M2S005芯片的配置文件的存储；
（3）、当配置文件存储结束后，SOC通过发出命令，进入配置更新子程序，SOC把配置文件读入；
（4）、基于USB或者以太网将待升级的SOC FPGA程序通过构建的MLVDS总线传给SOC FPGA芯片的SOC，由SOC（SOC里的CPU系统）烧写进SPI FLASH；此时文件传输（烧写）的速率可达到4M bit,是普通串口的四倍以上，同时程序写进SPI FLASH后不会丢失；
（5）、烧写结束后，通过SOC FPGA芯片上的SOC读入SPI FLASH中的程序，通过SOC对SOC自身的应用程序和对FPGA的应用程序进行升级。升级程序由每块插件上的SOC独立运行，不再占用整个继电保护装置的系统资源。
与现有技术相比，本发明有益效果包括：
本发明提供了一种基于是指MLVDS总线的SOC FPGA程序在线升级方法，由于升级程序文件通过MLVDS总线传输，这样SOC FPGA的程序升级时不需要打开继电保护装置机箱，拔出插件，实现了升级程序文件方便易行；
进一步地，由于本发明中程序文件通过MLVDS总线传输，实现了升级速度至少是原来速度的四倍。在装置所需要升级的插件多的时候，大大提高了工作效率；
进一步地，由于本发明通过SPI FLASH存储升级程序文件，解决了原来一旦升级程序传输错误，导致升级失败后，就要打开继电保护装置机箱，拔出插件，然后载用JTAG来重新烧写升级程序文件的难题。
附图说明
图1为SOC FPGA程序通过构建的MLVDS总线传给SOC FPGA芯片的SOC示意图;
图2为本发明SOC自身程序和FPGA程序的升级示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
一种基于MLVDS总线的SOC FPGA（SOC：片上系统 ，System on a Chip）程序在线升级方法，包括以下步骤：
（1）、在SOC FPGA芯片上构建MLVDS（多点低电压差分信号，Multipoint low Voltage Differential Signaling）总线，构建的MLVDS总线上挂若干个接口相同的插件（插件用于交流量采集，开入量采集，出口信号等），并将构建的MLVDS总线并联运行在继电保护装置的MLVDS总线上；本实施例中，SOC FPGA芯片为Microsemi公司生产的SOC FPGA芯片M2S005
（2）、如图1所示，应用SOC FPGA芯片（M2S005芯片）的SOC，外挂一块SPI FLASH；SPI FLASH用于实现M2S005芯片的配置文件的存储；
（3）、当配置文件存储结束后，如图2所示，SOC通过发出命令，进入配置更新子程序，SOC把配置文件读入；
（4）、基于USB或者以太网将待升级的SOC FPGA程序通过构建的MLVDS总线传给SOC FPGA芯片的SOC，由SOC（SOC里的CPU系统）烧写进SPI FLASH；此时的烧写速率可达到4M bit,是普通串口的四倍以上，同时程序写进SPI FLASH后不会丢失；
（5）、烧写结束后，通过SOC FPGA芯片上的SOC读入SPI FLASH中的程序，通过SOC对SOC自身的应用程序和对FPGA的应用程序进行升级。升级程序由每块插件上的SOC独立运行，不再占用整个继电保护装置的系统资源。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于MLVDS总线的SOC FPGA在线升级方法，其特征在于，包括以下步骤：     
（1）、在SOC FPGA芯片上构建MLVDS总线，所构建的MLVDS总线上挂接若干个接口相同的插件，并将构建的MLVDS总线并联运行在继电保护装置的MLVDS总线上；
（2）、应用SOC FPGA芯片的SOC，外挂SPI FLASH；所述SPI FLASH用于M2S005芯片的配置文件的存储；
（3）、当配置文件存储结束后，SOC通过发出命令，进入配置更新子程序，SOC把配置文件读入；
（4）、基于USB或者以太网将待升级的SOC FPGA程序通过构建的MLVDS总线传给SOC FPGA芯片的SOC，由SOC烧写进SPI FLASH；
（5）、烧写结束后，通过SOC FPGA芯片上的SOC读入SPI FLASH中的程序，通过SOC对SOC自身的应用程序和对FPGA的应用程序进行升级。
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Application publication date: 20150520

RJ01 Rejection of invention patent application after publication