用于fpga的功能切換的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種用于FPGA的功能切換的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速普及與廣泛應(yīng)用，使得網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的需求越來(lái)越大。為了實(shí)現(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)功能集成到嵌入式系統(tǒng)中，并且滿(mǎn)足不同的用戶(hù)需求，F(xiàn)PGA的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)受到研發(fā)人員越來(lái)越多的青睞。但是在資源有限的條件下，F(xiàn)PGA技術(shù)仍然具有許多局限性，例如，F(xiàn)PGA無(wú)法同時(shí)集成很多種邏輯功能。
[0003]FPGA配置文件一般存放于非易失性存儲(chǔ)器(如FLASH)中，當(dāng)FPGA芯片上電之后，會(huì)從FLASH中讀取配置文件，加載完成之后FPGA電路才能夠正常工作。
[0004]Xilnx FPGA提供了MultiBoot技術(shù)，S卩FPGA上電之后可以選擇不同的配置文件進(jìn)行加載，從而完成FPGA電路功能的切換。該方案的缺點(diǎn)是需要在非易失性存儲(chǔ)器(FLASH)中存儲(chǔ)多份配置文件，因此需要占用較多的存儲(chǔ)資源。
[0005]MultiBoot實(shí)現(xiàn)具體過(guò)程如下:
[0006]①非易失性存儲(chǔ)器中保存兩份配置文件(如圖1):Golden Image和MultiBootImage；
[0007]②上電之后，F(xiàn)PGA內(nèi)部配置管理電路開(kāi)始工作，讀取非易失性存儲(chǔ)器(FLASH)中的配置文件，即Golden Image ；
[0008]③內(nèi)部配置管理電路讀取配置文件的過(guò)程中，將讀到的指令進(jìn)行解析執(zhí)行。這里需要關(guān)注的有兩處，首先內(nèi)部配置管理電路會(huì)讀到WBSTAR內(nèi)容X，緊接著會(huì)讀到IPROG指令，該指令作用是引導(dǎo)內(nèi)部配置管理邏輯跳轉(zhuǎn)到地址X處讀取配置文件；
[0009]④內(nèi)部配置管理電路跳轉(zhuǎn)到地址X處讀取配置文件，如果加載成功，F(xiàn)PGA正常工作;如果失敗，跳轉(zhuǎn)到⑤
[0010]⑤FPGA 跳回地址 O，加載 Go I den Image ；
[0011]MultiBoot設(shè)置通常有2種方法:
[0012]①FPGA綜合工具(ISE/VIVAD0)在生成配置文件的過(guò)程中指定WBSTAR內(nèi)容，同時(shí)嵌入IPROG指令；
[0013]②FPGA綜合工具(ISE/VIVAD0)在生成配置文件的過(guò)程中不指定WBSTAR、不嵌入IPROG指令，而是在FPGA加載配置文件完成之后，使用內(nèi)部配置管理電路(ICAP硬核)修改WBSTAR并執(zhí)行IPROG指令。
[0014]對(duì)于上述介紹的現(xiàn)有技術(shù)，其存在有非常明顯的缺陷，具體如下:
[0015]①開(kāi)發(fā)成本高
[0016]當(dāng)用戶(hù)需求較多時(shí)，F(xiàn)PGA電路功能隨時(shí)可能更改，這時(shí)需要多個(gè)配置文件，從而占用較多的存儲(chǔ)空間，開(kāi)發(fā)成本高。
[0017]②WBSTAR內(nèi)容更改及IPROG指令啟動(dòng)無(wú)法靈活修改，用戶(hù)體驗(yàn)差
[0018]A.配置文件生成過(guò)程中
[0019]設(shè)置WBSTAR/IPR0G方式，屬于硬編碼的方式。每次修改WBSTAR/IPR0G都需要重新生成工程；
[0020]B.配置文件加載完成之后
[0021]這種方式需要內(nèi)部配置管理電路(ICAP硬核)的參與，因此每次需要加載GoldenImage之后才能跳轉(zhuǎn)到期望地址處加載目標(biāo)配置文件。該方法由于在線(xiàn)更新WBSTAR/IPR0G，無(wú)法保存用戶(hù)上一次選擇的配置文件。
[0022]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種用于FPGA的功能切換的方法及裝置，能夠節(jié)省存儲(chǔ)空間并且降低開(kāi)發(fā)成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了配置文件的在線(xiàn)切換以及用戶(hù)配置的保存。
[0024]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于FPGA的功能切換的方法。
[0026]該方法包括:
[0027]為預(yù)先建立的多個(gè)子配置文件分別分配地址，并將多個(gè)子配置文件合并為總配置文件，其中，多個(gè)配置文件具有不同的邏輯功能；
[0028]修改非易失性存儲(chǔ)器FLASH中的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令，并保存修改；以及，
[0029]在進(jìn)行功能切換時(shí)，將FPGA中的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)行與FLASH中相應(yīng)的修改，以加載目標(biāo)子配置文件。
[0030]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，進(jìn)一步包括:
[0031]建立多個(gè)子配置文件；
[0032]對(duì)多個(gè)子配置文件進(jìn)行壓縮處理；
[0033]將經(jīng)過(guò)壓縮處理后的多個(gè)子配置文件合并為總配置文件。
[0034]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，修改非易失性存儲(chǔ)器FLASH中的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令，并保存修改包括:
[0035]將FLASH中的在線(xiàn)啟動(dòng)地址處的跳轉(zhuǎn)地址修改為目標(biāo)子配置文件的地址，并將FLASH中的在線(xiàn)啟動(dòng)觸發(fā)指令I(lǐng)PROG設(shè)置為有效。
[0036]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在進(jìn)行功能切換時(shí)，將FPGA中的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)行與FLASH中相應(yīng)的修改，以加載目標(biāo)子配置文件包括:
[0037]在進(jìn)行功能切換時(shí)，通過(guò)配置文件訪(fǎng)問(wèn)接口I CAP將FPGA中的在線(xiàn)啟動(dòng)寄存器WBSTAR中的跳轉(zhuǎn)地址修改為目標(biāo)子配置文件的地址；以及，將在線(xiàn)啟動(dòng)觸發(fā)指令I(lǐng)PROG設(shè)置為有效并寫(xiě)入ICAP中，以使FPGA加載目標(biāo)子配置文件。
[0038]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)FPGA重新上電后，F(xiàn)PGA通過(guò)配置文件訪(fǎng)問(wèn)接口 ICAP讀取FLASH中保存的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令，使FPGA重新加載目標(biāo)子配置文件。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于FPGA的功能切換的裝置。
[0040]該裝置包括:
[0041]分配模塊，用于為預(yù)先建立的多個(gè)子配置文件分別分配地址；
[0042]合并模塊，用于并將多個(gè)子配置文件合并為總配置文件，其中，多個(gè)配置文件具有不同的邏輯功能；
[0043]第一修改模塊，用于修改非易失性存儲(chǔ)器FLASH中的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令，并保存修改；以及，
[0044]第二修改模塊，用于在進(jìn)行功能切換時(shí)，將FPGA中的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)行與FLASH中相應(yīng)的修改，以加載目標(biāo)子配置文件。
[0045]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還包括:
[0046]建立模塊，用于建立多個(gè)子配置文件；
[0047]壓縮模塊，用于對(duì)多個(gè)子配置文件進(jìn)行壓縮處理；
[0048]合并子模塊，用于將經(jīng)過(guò)壓縮處理后的多個(gè)子配置文件合并為總配置文件。
[0049]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第一修改模塊進(jìn)一步用于將FLASH中的在線(xiàn)啟動(dòng)地址處的跳轉(zhuǎn)地址修改為目標(biāo)子配置文件的地址，并將FLASH中的在線(xiàn)啟動(dòng)觸發(fā)指令I(lǐng)PROG設(shè)置為有效。
[0050]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第二修改模塊進(jìn)一步用于在進(jìn)行功能切換時(shí)，通過(guò)配置文件訪(fǎng)問(wèn)接口 ICAP將FPGA中的在線(xiàn)啟動(dòng)寄存器WBSTAR中的跳轉(zhuǎn)地址修改為目標(biāo)子配置文件的地址；以及，將在線(xiàn)啟動(dòng)觸發(fā)指令I(lǐng)PROG設(shè)置為有效并寫(xiě)入ICAP中，以使FPGA加載目標(biāo)子配置文件。
[0051 ]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，進(jìn)一步包括:
[0052]配置文件訪(fǎng)問(wèn)接口 ICAP，用于當(dāng)FPGA重新上電后，F(xiàn)PGA通過(guò)ICAP讀取FLASH中保存的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令，使FPGA重新加載目標(biāo)子配置文件。
[0053]本發(fā)明通過(guò)將多個(gè)子配置文件合并為一個(gè)總配置文件，從而節(jié)省了存儲(chǔ)空間，降低了開(kāi)發(fā)成本，實(shí)現(xiàn)了節(jié)省資源的目的；并且，通過(guò)修改FPGA中的相關(guān)內(nèi)容從而實(shí)現(xiàn)了FPGA功能的在線(xiàn)切換。此外，通過(guò)修改并保存FLASH中的相關(guān)內(nèi)容，從而使FPGA在重新上電后能夠重新加載目標(biāo)子配置文件。
【附圖說(shuō)明】
[0054]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0055]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例的基于MultiBoot特性生成的配置文件格式的示意圖；
[0056]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于FPGA的功能切換的方法的流程圖；
[0057]圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于FPGA的功能切換的方法的具體實(shí)施例的流程圖；
[0058]圖4是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例的生成的總配置文件格式示意圖；
[0059]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于FPGA的功能切換的裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用于FPGA的功能切換的方法。
[0062 ]如2圖所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于FPGA的功能切換的包括:
[0063]步驟S201，為預(yù)先建立的多個(gè)子配置文件分別分配地址，并將多個(gè)子配置文件合并為總配置文件，其中，多個(gè)配置文件具有不同的邏輯功能；
[0064]步驟S203，修改非易失性存儲(chǔ)器FLASH中的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令，并保存修改。
[0065]步驟S205，在進(jìn)行功能切換時(shí)，將FPGA中的跳轉(zhuǎn)地址和跳轉(zhuǎn)指令進(jìn)行與FLASH中相應(yīng)的修改，以加載目標(biāo)子配置文件。
[0066]具體的，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中