CN102654839A - 一种实现现场可编程门阵列可靠升级的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现现场可编程门阵列可靠升级的方法，包括：向存储有加载文件的存储器第一分区中写入升级文件；在校验写入到所述存储器第一分区中的升级文件成功时，向所述存储器中存储有相同加载文件的第二分区写入所述升级文件；校验写入到所述存储器第二分区中的升级文件成功时，结束升级。本发明还公开了一种实现现场可编程门阵列可靠升级的装置。采用本发明，能够保证现场可编程门阵列在升级过程中的任意时刻掉电都会有一份完整的加载文件，从而不影响现场可编程门阵列下次正常启动，提高现场可编程门阵列升级的可靠性，尤其适用于远程升级。

Description

一种实现现场可编程门阵列可靠升级的方法及装置

技术领域

本发明涉及现场可编程门阵列升级领域，尤其涉及一种实现现场可编程门阵列可靠升级的方法及装置。

背景技术

随着通信领域中嵌入式技术的发展，由于具有静态可重复编程或在先动态重构的特点，现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)作为一种逻辑控制电路器件，在通信电子领域得到越来越广泛的应用。由于，科技更新较快，需要不时对现场可编程门阵列进行升级。由于现场可编程门阵列断电后会失去功能，因此通常将现场可编程门阵列启动所需的逻辑加载文件存储在外围存储器中，现场可编程门阵列上电后从外围存储器中下载需要的加载文件，从而实现启动。对现场可编程门阵列进行升级即是对外围存储器中的加载文件进行升级，一般步骤是先将存储器中的已有文件擦除，然后写入新的加载文件，如果在此过程中现场可编程门阵列掉电，很可能导致加载文件被破坏，从而影响现场可编程门阵列的正常启动。

发明内容

本发明提供一种实现现场可编程门阵列可靠升级的方法及装置，可靠地对现场可编程门阵列进行升级，在升级过程中掉电不会影响现场可编程门阵列的正常启动，提高器件的可靠性。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种实现现场可编程门阵列可靠升级的方法，包括：向存储有加载文件的存储器第一分区中写入升级文件；在校验写入到所述存储器第一分区中的升级文件成功时，向所述存储器中存储有相同加载文件的第二分区写入所述升级文件；校验写入到所述存储器第二分区中的升级文件成功时，结束升级。

另一方面，本发明提供了一种实现现场可编程门阵列可靠升级的装置，所述现场可编程门阵列连接有存储器，所述存储器包括存储有加载文件的第一分区和存储有相同加载文件的第二分区，所述现场可编程门阵列包括：写入模块，用于将升级文件分别写入所述存储器第一分区及第二分区；校验模块，用于校验写入存储器第一分区或第二分区的升级文件；控制模块，用于在所述写入模块将升级文件写入存储器第一分区时控制所述校验模块进行校验，并在校验通过时控制所述写入模块将所述升级文件写入存储器第二分区。

本发明实施例具有如下优点或有益效果：

通过在存储器中的第一分区与第二分区中设置两份相同的加载文件，以形成备份，并且在对两份加载文件进行升级时当第一份加载文件升级成功才升级第二份加载文件，即使在升级过程中现场可编程门阵列掉电也不会影响现场可编程门阵列下次正常启动，从而提高了现场可编程门阵列升级的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实现现场可编程门阵列可靠升级方法第一实施例的流程图；

图2是图1中实施例一种实施方式的流程图；

图3是本发明实现现场可编程门阵列可靠升级方法第二实施例的流程图；

图4是本发明实现现场可编程门阵列可靠升级方法第三实施例的流程图；

图5是本发明实现现场可编程门阵列可靠升级方法第四实施例的流程图；

图6是本发明实现现场可编程门阵列可靠升级系统第一实施例的结构图；

图7是本发明实现现场可编程门阵列可靠升级系统第二实施例的结构图；

图8是本发明实现现场可编程门阵列可靠升级系统第三实施例的结构图；

图9为本发明第三实施例中现场可编程门阵列获取升级文件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面参考附图对本发明的实施例进行描述。本发明的发明构思为在现场可编程门阵列的外围存储器中分区存放两份相同的逻辑加载文件，在升级现场可编程门阵列的加载文件时，依次升级两份加载文件，从而保证在升级过程中出现掉电的情况也能够保证现场可编程门阵列下次正常启动。

参见图1，为本发明实现现场可编程门阵列可靠升级方法第一实施例的流程图。包括以下步骤：

S101：向存储器第一分区中写入升级文件；

S102：校验向存储器第一分区写入升级文件是否成功；

S103：成功时，向存储器第二分区中写入同样的升级文件；

S104：校验向存储器第二分区写入升级文件是否成功；

S105：若升级成功，则升级结束。

需要说明的是，上述升级文件可以为CPU通过现场可编程门阵列FPGA升级时所需获取的加载文件。

由于在两个分区中存储相同的加载文件，并且在升级该加载文件时并不是同时升级两份加载文件，而是在第一分区中的加载文件升级成功后再升级第二分区中的加载文件。当现场可编程门阵列在升级第一分区中的加载文件掉电时，第一分区中的加载文件被破坏，现场可编程门阵列上电时读取第一分区中的加载文件出现校验错误，现场可编程门阵列从而自动读取第二分区中的加载文件，而第二分区中的加载文件是完整的，从而保证现场可编程门阵列正常启动；当现场可编程门阵列在升级第二分区中的加载文件掉电时，由于第一分区中的加载文件已经升级完成，从而现场可编程门阵列上电后读取第一分区中的加载文件，启动。因此，在升级过程中，无论何时出现掉电的情况，都能保证有一份加载文件是完整的，从而保证现场可编程门阵列上电后正常启动，从而提高了现场可编程门阵列升级的可靠性，尤其适用于远程升级的情形。

请参考图2，其中所示为图1实施例的一种具体实施例方式的流程图。其中步骤S101向存储有加载文件的存储器第一分区中写入升级文件进一步包括，

S1011：空出所述存储器第一分区首地址标识的字段，向存储器第一分区写入升级文件；

S1012：向存储器第一分区的所述首地址标识的字段内写入识别文件。

步骤S103向存储有相同加载文件的存储器第二分区中写入升级文件进一步包括：

S1031：空出首地址，向存储器第二分区写入升级文件；

S1032：向存储器第一分区的所述首地址标识的地址字段内写入识别文件。

需要说明的是，上述识别文件是由编程人员设定的，当现场可编程门阵列FPGA读取到该识别文件合法时，可以确定由该头文件标识的地址中的文件为FPGA所需要的加载文件，从而进行加载；当读取到该识别文件不合法时，FPGA自动向高地址读取其他识别文件，从而加载其他的加载文件。

先写升级文件，升级文件写入成功后再写识别文件，是为了防止先写识别文件后写升级文件的处理方法中，识别文件写入成功而升级文件写入失败时将造成FPGA反复读取该区的升级文件造成FPGA等待时间过长。需要说明的是，FPGA读取升级文件时首先读取识别文件，如果识别文件正确则说明该区内存储有升级文件，则FPGA读取该区的升级文件；如果识别文件不正确，则FPGA自动向高地址读取，读取到正确的识别文件后读取由该识别文件标识的升级文件。

请参考图3，所示为本发明实现现场可编程门阵列可靠升级方法第二实施例的流程图。其中，包括以下步骤：

S201：擦除存储器第一分区的数据；

S202：向存储器第一分区写入升级文件；

S203：校验写入升级文件是否成功，如否，则返回步骤S201，如是则执行下述步骤；

S204：向存储器第二分区写入升级文件；

S205：校验是否成功；

S206：成功时，结束升级。

与第一实施例相比，本实施例中在向存储器第一分区写入升级文件之前还包括擦除存储器第一分区原有数据的步骤。另外，还进一步说明了再写入存储器第一分区的升级文件校验失败时，应该首先擦除写入的错误数据，然后重新写入升级文件。

需要说明的是，本实施例中在向存储器第一分区写入升级文件前时，步骤S201擦除存储器第一分区中的数据指的是原来存储在存储器第一分区的加载文件；在向存储器第一分区写升级文件出现错误时，步骤201中的擦除存储器第一分区中的数据指的是擦除写入错误的升级文件。

请参考图4，所示为本发明实现现场可编程门阵列可靠升级方法第三实施例的流程图。与第二实施例相比，在向存储器第二分区写入升级文件前添加擦除存储器第二分区的数据的步骤，并且在校验写入的升级文件失败时，返回擦除存储器第二分区的数据的步骤。具体包括如下步骤：

S301：擦除存储器第一分区的数据；

S302：向存储器第一分区写入升级文件；

S303：校验写入升级文件是否成功，如否则返回步骤S301；

S304：擦除存储器第二分区的数据；

S305：向存储器第二分区写入升级文件；

S306：校验写入升级文件是否成功，如否则返回步骤S304；

S307：结束升级。

本实施例中，在向存储器第二分区写入升级文件前还包括擦除存储器第二分区的数据的步骤。

请参考图5，为本发明实现现场可编程门阵列可靠升级方法第四实施例的流程图。其中，向存储器第一分区或第二分区写入升级文件的步骤均包括空出存储器相应分区首地址，向相应分区写入升级文件；以及，向该首地址标识的地址字段内写入识别文件。具体包括如下步骤：

S301：擦除存储器第一分区的数据；

S3021：空出首地址，向存储器第一分区写入升级文件；

S3022：向首地址写入识别文件；

S303：校验写入升级文件是否成功，如否则返回步骤S301；

S304：擦除存储器第二分区的数据；

S3051：空出首地址，向存储器第二分区写入升级文件；

S3052：向首地址写入识别文件；

S306：校验写入升级文件是否成功，如否则返回步骤S304；

S307：结束升级。

另外，向存储器第一分区写入升级文件或擦除存储器第一分区的数据之前还包括，现场可编程门阵列主动加载存储器中存放的加载文件，FPGA启动，从CPU通过FPGA下载更新后的加载文件，即升级文件。其中，现场可编程门阵列主动加载存储器中存放的加载文件的方式为BPI(Byte Peripheral Interface，字节外围接口)加载模式、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外围接口)加载模式中的一种。

另外，在一种实施例方式中，现场可编程门阵列从0地址开始读取存储器中的加载文件，即现场可编程门阵列从最低位开始读取存储器中的内容，如果存储在较低位的加载文件被损坏，现场可编程门阵列将会自动读取存储在较高位的加载文件，从而保证现场可编程门阵列能够获取正确的加载文件，保证现场可编程门阵列可靠启动。

另外，存储加载文件的存储器可以为普通的串行闪存FLASH、并行闪存FLASH、或电可擦可编程只读存储器EEPROM。

请参考图6，其中所示为本发明第一实施例中实现现场可编程门阵列可靠升级装置的结构框图。其中，该装置包括现场可编程门阵列1、存储器2，现场可编程门阵列1与存储器2通信连接。存储器2包括第一分区、第二分区，第一分区与第二分区中存储有相同的加载文件，现场可编程门阵列1包括写入模块11、校验模块13、控制模块12，写入模块11用于将升级文件分别写入存储器1的第一分区及第二分区；校验模块13用于校验写入存储器第一分区或第二分区的升级文件是否正确，正确则校验成功。现场可编程门阵列1上电后主动加载存储器2第一分区或第二分区中的加载文件，并且在CPU下载升级文件后，由控制模块12通知写入模块11将升级文件写入第一分区，然后由控制模块12控制校验模块13对写入到存储器2第一分区的升级文件进行校验，校验成功时，则控制写入模块11将升级文件写入存储器2的第二分区。首先升级第一分区中的加载文件，当第一分区中的加载文件升级完成并且校验成功后再升级第二分区中的加载文件，从而确保升级过程中任何时刻掉电都有一份可用加载文件，不影响现场可编程门阵列1下次正常启动，提高了器件及系统的可靠性。

需要说明的是，本申请文件中所指的校验成功，是指写入存储器第一分区或第二分区的升级文件正确；校验失败，是指写入存储器第一分区或第二分区的升级文件不正确。

请参考图7，为本发明第二实施例中实现现场可编程门阵列可靠升级装置的结构框图。其中写入模块11包括擦除单元111、写入单元112，擦除单元111用于在写入单元112将升级文件写入存储器1第一分区或第二分区之前擦除存储器1第一分区或第二分区里存储的数据。需要说明的是，本实施例中擦除单元111擦除存储器第一分区或第二分区中的数据包括存储器原先存储的加载文件以及在升级过程中写入错误的升级文件。

升级过程中，控制模块12通知擦除单元111擦除存储器1第一分区存储的加载文件，然后通知写入单元112将FPGA获取的升级文件写入到存储器第一分区中；

接下来，控制模块12通知校验模块13校验写入存储器第一分区的升级文件是否成功；

校验失败时，控制模块12通知擦除单元111执行擦除动作及写入单元112执行写入动作，重新将升级文件写入存储器第一分区；

校验成功时，控制模块12通知擦除单元111将存储器第二分区的数据擦除后，通知写入单元112将升级文件写入存储器第二分区中；并通知校验模块13校验写入第二分区的升级文件。校验成功时，升级完成；校验失败时，控制模块12通知擦除单元111擦除存储器第二分区的数据后，通知写入单元112重新写入升级文件。

请参考图8，为本发明第三实施例中实现现场可编程门阵列可靠升级装置的结构框图。该装置包括现场可编程门阵列1、存储器2，现场可编程门阵列1与存储器2通信连接。存储器2包括第一分区、第二分区，第一分区与第二分区中存储有相同的加载文件。现场可编程门阵列1包括写入模块11、控制模块12、校验模块13、加载模块14、获取模块15。其中，加载模块14用于在现场可编程门阵列上电后主动加载存储器2第一分区或第二分区中存储的加载文件，使现场可编程门阵列启动，获取模块15用于协助CPU下载升级文件，即升级时所需获取的加载文件。其中，现场可编程门阵列主动加载存储器中存放的加载文件的方式为BPI加载模式、SPI加载模式中的一种。

另外，上述存储器2可以为普通的串行闪存FLASH、并行闪存FLASH、或电可擦可编程只读存储器EEPROM。

请参考图9，其中所示为实现现场可编程门阵列FPGA可靠升级装置的第三实施例中FPGA获取升级文件与CPU及存储器交互的示意图。其中，现场可编程门阵列1的加载模块14首先加载存储器第一分区或存储器第二分区的加载文件，然后由获取模块15协助CPU获取升级文件。另外，CPU通过读取现场可编程门阵列的内部寄存器REG来控制现场可编程门阵列对存储器执行读写操作。

本发明实施例具有如下优点或有益效果：通过将现场可编程门阵列的外围存储器分为第一分区及第二分区，分别在其中存储相同的加载文件，升级该加载文件时首先升级第一分区的加载文件，在第一分区的加载文件校验无误后再升级第二分区中的加载文件，即使在升级过程中现场可编程门阵列掉电，也能够保证存储器中有一份加载文件是完整的，从而保证现场可编程门阵列下次正常启动，而无需通过第三方工具向存储器中烧入正确的加载文件，尤其适用于远程操作升级现场可编程门阵列。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种实现现场可编程门阵列可靠升级的方法，其特征在于，包括：

向存储有加载文件的存储器第一分区中写入升级文件；

在校验写入到所述存储器第一分区中的升级文件成功时，向所述存储器存储有相同加载文件的第二分区写入所述升级文件；

校验写入到所述存储器第二分区中的升级文件成功时，结束升级。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向存储有加载文件的存储器第一分区中写入升级文件的步骤包括：

空出所述存储器第一分区首地址标识的字段，向所述存储器第一分区写入升级文件；

向存储器第一分区由所述首地址标识的字段内写入识别文件。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向存储器第一分区写入升级文件包括：

擦除存储器第一分区的数据，向所述存储器第一分区写入升级文件；

校验写入的升级文件是否成功；

如校验失败，则擦除所述存储器第一分区的数据并重新写入升级文件。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述存储器存储有相同加载文件的第二分区写入所述升级文件，并对写入到所述存储器第二分区中的升级文件进行检验的步骤包括：

擦除所述第二分区的数据，向所述存储器第二分区写入所述升级文件；

校验所述写入的升级文件是否成功；

如失败，则擦除所述第二分区的数据并重新写入升级文件；

如成功，则升级结束。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述向存储器第二分区写入升级文件的步骤包括：

空出所述存储器第二分区首地址标识的字段，向所述存储器第二分区写入升级文件；

向存储器第二分区由所述首地址标识的字段内写入识别文件。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述向存储有加载文件的存储器第一分区中写入升级文件之前包括：

所述现场可编程门阵列主动加载所述存储器中第一分区或者第二分区中存放的所述加载文件；

所述现场可编程门阵列启动并下载升级文件。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述现场可编程门阵列主动加载所述存储器中存储的所述加载文件的模式包括BPI加载模式或SPI加载模式。

8.一种实现现场可编程门阵列可靠升级的装置，其特征在于，所述现场可编程门阵列连接有存储器，所述存储器包括存储有加载文件的第一分区和存储有相同加载文件的第二分区，所述现场可编程门阵列包括：

写入模块，用于将升级文件分别写入所述存储器第一分区及第二分区；

校验模块，用于校验写入存储器第一分区或第二分区的升级文件；

控制模块，用于在所述写入模块将升级文件写入存储器第一分区时控制所述校验模块进行校验，并在校验成功时控制所述写入模块将所述升级文件写入存储器第二分区。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述写入模块包括：擦除单元、写入单元，

所述擦除单元，用于擦除所述存储器第一分区或第二分区中的数据后并通知所述写入单元；

所述写入单元，用于在接收到擦除单元的通知后，将升级文件写入所述存储器第一分区或第二分区。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述现场可编程门阵列还包括：

加载模块，用于主动加载所述存储器第一分区或第二分区存储的所述加载文件；

获取模块，用于在所述加载模块加载所述加载文件后获取升级文件。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述加载模块主动加载所述存储器中存储的所述加载文件的加载模式包括BPI加载模式、SPI加载模式。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述存储器为普通串行闪存、并行闪存、电可擦可编程只读存储器中的一种。

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