一種多片fpga程序網(wǎng)絡(luò)化快速批加載方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多片F(xiàn)PGA程序網(wǎng)絡(luò)化快速批加載方法，包括：首先，控制計(jì)算機(jī)通過廣播呼叫信號(hào)，從而獲取網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各ARM的IP地址及MAC地址。然后，控制計(jì)算機(jī)將多個(gè)FPGA加載程序(.bin文件)根據(jù)協(xié)議廣播給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有ARM節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各ARM節(jié)點(diǎn)在收到每個(gè)數(shù)據(jù)包后即發(fā)送確認(rèn)包，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在板載ROM的對(duì)應(yīng)地址內(nèi)。當(dāng)控制計(jì)算機(jī)接收到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有ARM節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)包后再發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包。最后，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各ARM節(jié)點(diǎn)接收完所有數(shù)據(jù)后，再根據(jù)本節(jié)點(diǎn)所在槽位將ROM對(duì)應(yīng)地址上的數(shù)據(jù)(即本槽位FPGA加載程序)，寫入Flash，F(xiàn)lash將會(huì)自動(dòng)將程序加載至FPGA。這樣即可實(shí)現(xiàn)快速批量的對(duì)多個(gè)FPGA加載程序進(jìn)行打包網(wǎng)絡(luò)加載。
【專利說明】—種多片F(xiàn)PGA程序網(wǎng)絡(luò)化快速批加載方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多片F(xiàn)PGA程序網(wǎng)絡(luò)化快速批加載方法。尤其涉及多個(gè)FPGA板卡多個(gè)程序版本的同時(shí)批量網(wǎng)絡(luò)加載方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，為了降低硬件的設(shè)計(jì)成本，縮短設(shè)計(jì)周期，系統(tǒng)設(shè)計(jì)逐漸趨于模塊化。設(shè)計(jì)者通過在統(tǒng)一的硬件平臺(tái)上(如FPGA板卡)加載不同的加載程序?qū)崿F(xiàn)不同的處理功能。
[0003]傳統(tǒng)的JTAG燒寫方式耗時(shí)巨大，大大增加了設(shè)計(jì)周期。同時(shí)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)加載方式雖然可以減少燒寫時(shí)間，但是未考慮多版本及多個(gè)FPGA板卡的批量加載功能，往往只能一個(gè)一個(gè)的進(jìn)行燒寫，只能適應(yīng)較簡單的系統(tǒng)。在大規(guī)模相控陣體制雷達(dá)中，需大量采用相同型號(hào)的FPGA板卡，因此就需要一種可以支持多板卡、多版本的同時(shí)批量網(wǎng)絡(luò)加載方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種多片F(xiàn)PGA程序網(wǎng)絡(luò)化快速批加載方法。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:控制計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)同時(shí)對(duì)多片F(xiàn)PGA板卡同時(shí)進(jìn)行程序加載；控制計(jì)算機(jī)先將FPGA加載程序bin文件，按照每個(gè)程序所對(duì)應(yīng)的槽位號(hào)，即需加載該程序的板卡的位置號(hào)進(jìn)行分塊打包，再根據(jù)既定的協(xié)議廣播發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有FPGA板卡上的ARM節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各ARM節(jié)點(diǎn)在收到每個(gè)數(shù)據(jù)包后即向控制計(jì)算機(jī)回復(fù)確認(rèn)包，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本FPGA板卡上ROM的對(duì)應(yīng)地址內(nèi)；當(dāng)控制計(jì)算機(jī)接收到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有ARM節(jié)點(diǎn)回復(fù)的確認(rèn)包后再繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包；一旦網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各ARM節(jié)點(diǎn)接收完所有數(shù)據(jù)后，ARM會(huì)根據(jù)板卡對(duì)應(yīng)的槽位號(hào)讀取ROM上相應(yīng)的FPGA程序，將其寫入Flash, Flash將會(huì)自動(dòng)將程序加載至FPGA。當(dāng)板卡的槽位發(fā)生改變時(shí)，ARM會(huì)自動(dòng)根據(jù)新槽位號(hào)從ROM中讀取相應(yīng)的FPGA程序，寫入Flash，F(xiàn)lash再自動(dòng)將程序加載至FPGA。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1本發(fā)明控制計(jì)算機(jī)與FPGA板卡連接圖。
[0007]圖2控制計(jì)算機(jī)程序工作流程圖。
[0008]圖3 ARM工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]控制計(jì)算機(jī)與各待加載板卡之間的連接關(guān)系如圖1所示。本發(fā)明所支持的FPGA板卡上需配有相應(yīng)的ARM芯片以作為板卡的網(wǎng)絡(luò)處理接口，同時(shí)也應(yīng)配有一個(gè)可以支持多版本程序大小的鐵電存儲(chǔ)器(簡稱ROM)。控制計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與各板卡上的ARM芯片相連，通過制定控制計(jì)算機(jī)與ARM芯片之間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完成多板卡、多版本批量網(wǎng)絡(luò)加載功能。
[0010]控制計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)線連接各FPGA板卡，控制計(jì)算機(jī)首先將所有程序根據(jù)其對(duì)應(yīng)的槽位號(hào)排序后進(jìn)行打包。之后會(huì)發(fā)出廣播詢問包，呼叫個(gè)FPGA模塊。各FPGA模塊的ARM芯片在收到呼叫后，會(huì)回應(yīng)呼叫，并且將本地IP地址和MAC地址發(fā)送給控制計(jì)算機(jī)。控制計(jì)算機(jī)再根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將所有數(shù)據(jù)封裝成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包。
[0011]封裝完成之后，控制程序通過廣播形式向各板卡發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂瞥绦驎?huì)將完整的程序包分段成若干網(wǎng)絡(luò)分段數(shù)據(jù)包，在發(fā)送完每個(gè)網(wǎng)絡(luò)分段數(shù)據(jù)包后，都將等待若干時(shí)間，等待各板卡上的ARM芯片發(fā)送確認(rèn)包。如果控制計(jì)算機(jī)在等待時(shí)間內(nèi)，未能收到某些地址回復(fù)的確認(rèn)包，計(jì)算機(jī)就會(huì)將該地址從發(fā)送的目標(biāo)地址中刪除，并在后臺(tái)進(jìn)行記錄，提示用戶該節(jié)點(diǎn)程序未能成功加載，并且在下一次發(fā)送網(wǎng)絡(luò)分段數(shù)據(jù)包之后將不再等待該地址回復(fù)的確認(rèn)包?？刂朴?jì)算機(jī)在收到所有節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)包后，會(huì)繼續(xù)分段發(fā)送打包數(shù)據(jù)。在所有數(shù)據(jù)發(fā)送完畢之后，控制計(jì)算機(jī)將廣播發(fā)送結(jié)束包?？刂朴?jì)算機(jī)的工作流程圖如圖2所示。
[0012]板卡上ARM芯片的工作流程圖如圖3所示。板卡通電之后，ARM芯片將判斷收到的網(wǎng)絡(luò)包是否為廣播詢問包，如果是廣播詢問包，即將本地的IP地址與MAC地址打包為應(yīng)答包回復(fù)給控制計(jì)算機(jī)。否則即為控制計(jì)算機(jī)發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)分段數(shù)據(jù)包，ARM芯片在收到網(wǎng)絡(luò)分段數(shù)據(jù)包后將會(huì)立即給控制計(jì)算機(jī)回復(fù)確認(rèn)包，表示已收到分段網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，并將接收到的數(shù)據(jù)存入板載ROM內(nèi)。控制計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)包完成之后會(huì)發(fā)送結(jié)束包，ARM芯片收到該結(jié)束包之后，會(huì)從硬件讀取本節(jié)點(diǎn)槽位號(hào)，并根據(jù)該槽位號(hào)將ROM上對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，即本槽位的程序發(fā)送給FLASH，并且將本次的槽位號(hào)存儲(chǔ)至ROM。如系統(tǒng)加電時(shí)從硬件讀取的本節(jié)點(diǎn)槽位號(hào)與ROM中上次存儲(chǔ)的槽位號(hào)相同，則ARM不會(huì)作出響應(yīng)，如果不同，ARM則會(huì)根據(jù)本節(jié)點(diǎn)槽位號(hào)將ROM上對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，即本槽位的程序發(fā)送給FLASH，并將本次槽位號(hào)儲(chǔ)存至ROM。最終FLASH將自動(dòng)把程序加載至FPGA上。
【權(quán)利要求】
1.一種多片F(xiàn)PGA程序網(wǎng)絡(luò)化快速批加載方法，其特征在于:控制計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)同時(shí)對(duì)多片F(xiàn)PGA板卡同時(shí)進(jìn)行程序加載；控制計(jì)算機(jī)先將FPGA加載程序bin文件，按照每個(gè)程序所對(duì)應(yīng)的槽位號(hào)，即需加載該程序的板卡的位置號(hào)進(jìn)行分塊打包，再根據(jù)既定的協(xié)議廣播發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有FPGA板卡上的ARM節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各ARM節(jié)點(diǎn)在收到每個(gè)數(shù)據(jù)包后即向控制計(jì)算機(jī)回復(fù)確認(rèn)包，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本FPGA板卡上ROM的對(duì)應(yīng)地址內(nèi)；當(dāng)控制計(jì)算機(jī)接收到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有ARM節(jié)點(diǎn)回復(fù)的確認(rèn)包后再繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包；一旦網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各ARM節(jié)點(diǎn)接收完所有數(shù)據(jù)后，ARM會(huì)根據(jù)板卡對(duì)應(yīng)的槽位號(hào)讀取ROM上相應(yīng)的FPGA程序，將其寫入Flash，F(xiàn)lash將會(huì)自動(dòng)將程序加載至FPGA ；當(dāng)板卡的槽位發(fā)生改變時(shí)，ARM會(huì)自動(dòng)根據(jù)新槽位號(hào)從ROM中讀取相應(yīng)的FPGA程序，寫入Flash，F(xiàn)lash再自動(dòng)將程序加載至FPGA。
【文檔編號(hào)】G06F15/76GK104360886SQ201410705542
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】申辰, 黃镠, 張晗 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所