一種FPGA配置數據下載電路的製作方法

2023-07-25 09:37:46 2

本實用新型涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種FPGA配置數據下載電路。

背景技術：

當前，大部分FPGA(Field-Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)，採用連接外部數據下載線的方式進行配置數據下載，過程中必須將外部數據下載線插接到FPGA的電路板上。

而某些PCI(Peripheral Component Interconnect，外設部件互連標準)通訊總線的設備，有些不允許連接外部數據下載線，或者由於安裝在武器裝備中或大型機櫃內，操作人員很難對其FPGA的數據下載口進行操作，工作量較大；一些情況下需使設備停機中斷工作，增加了人力維護成本，影響產品使用。

因此現有技術中這些設備的FPGA下載配置數據時，存在操作工作量大和需要停機的問題。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型提供了一種FPGA配置數據下載電路，以解決現有技術中操作工作量大和需要停機的問題。

為實現上述目的，本申請提供的技術方案如下：

一種FPGA配置數據下載電路，應用於PCI通信設備；所述FPGA配置數據下載電路包括：PCI連接器、微控制器、開關及配置晶片；其中：

所述微控制器與所述FPGA的復位端、所述開關的控制端及所述PCI連接器相連；

所述開關通過第一信號端與所述微控制器相連，或者，所述開關通過第二信號端與FPGA的數據下載口相連；

所述開關的第三信號端與所述配置晶片相連。

優選的，所述開關包括：開關管和繼電器；其中：

所述開關管的控制端與所述微控制器相連；

所述開關管的輸入端與電源相連；

所述開關管的輸出端與所述繼電器的線圈相連；

所述繼電器的觸點公共端為所述開關的第三信號端；

所述繼電器的常閉觸點為所述開關的第二信號端；

所述繼電器的常開觸點為所述開關的第一信號端。

優選的，所述開關管為MOS管。

優選的，所述微控制器通過輸入端與所述PCI連接器相連；

所述微控制器通過輸出端與所述開關的第一信號端相連；

所述微控制器通過第一控制端與所述開關的控制端相連；

所述微控制器通過第二控制端與所述FPGA的復位端相連。

優選的，所述PCI連接器上信號類型為UART、SPI或者I2C連接器。

優選的，所述配置晶片通過SPI類型接口與所述開關的第三信號端相連。

由上述方案可知，本實用新型提供了一種FPGA配置數據下載電路，微控制器與開關的控制端相連，開關一側常與配置晶片相連，微控制器能夠控制開關的另一側連接於FPGA或者是微控制器；且微控制器與PCI連接器相連，能夠接收配置數據，並控制開關連接於微控制器與配置晶片之間，使配置晶片能夠接收配置數據；然後微控制器再控制開關連接於FPGA與配置晶片之間，使FPGA能夠從配置晶片上下載配置數據；此過程中無需拆開設備機櫃或者控制設備停機，解決了現有技術中操作工作量大和需要停機的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的FPGA配置數據下載電路的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的FPGA配置數據下載電路的另一結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

本實用新型提供了一種FPGA配置數據下載電路，應用於PCI通信設備，以解決現有技術中操作工作量大和需要停機的問題。

具體的，該FPGA配置數據下載電路，參見圖1，包括：PCI連接器101、微控制器102、開關103及配置晶片104；其中：

微控制器102與FPGA的復位端、開關103的控制端及PCI連接器101相連；

開關103通過第一信號端與微控制器102相連，或者，開關103通過第二信號端與FPGA105的數據下載口相連；

開關103的第三信號端與配置晶片104相連。

具體的工作原理為：

PCI連接器101用於實現相應總線協議下的配置數據下載；比如，PCI總線規範中的PCI連接器具有幾個預留連接接口，利用其中三個接口即可進行配置數據下載。

微控制器102接收數據後，首先判斷接收到的數據類型是否符合配置數據協議，該配置數據協議可根據具體應用環境進行選用，此處並不做具體限定，均在本申請的保護範圍內。當所接收的數據為配置數據時，其將控制開關103，使配置晶片104連接從連接於FPGA 105變更到連接於微控制器102；然後微控制器102將配置數據下載到配置晶片104中。當下載完成後，微控制器102將配置晶片104的連接變更回FPGA 105；最後微控制器102給FPGA105的復位端發送復位信號，使其重新讀取配置芯104片中的配置數據，完成FPGA 105的數據配置功能。

上述過程中，FPGA 105一直處於正常運行狀態，無需對設備進行斷電操作。

本實施例提供的該FPGA配置數據下載電路，通過上述過程進行電路連接的切換，在保證FPGA 105正常工作的狀態下，將配置數據下載到FPGA 105中。此過程中無需拆開設備機櫃，解決了現有技術中操作工作量大的問題。且整個電路設計簡單，功耗低，成本低，能夠保證設備在上電過程中，完成配置數據的升級工作，解決了現有技術中需要停機的問題。適用於PCI武器裝備、大型機櫃等產品。

本實用新型另一實施例提供了一種具體的FPGA配置數據下載電路，在上述實施例及圖1的基礎之上，參見圖2，開關103包括：開關管301和繼電器302；其中：

開關管301的控制端與微控制器102相連；

開關管301的輸入端與電源相連；

開關管301的輸出端與繼電器302的線圈相連；

繼電器302的觸點公共端為開關103的第三信號端；

繼電器302的常閉觸點為開關103的第二信號端；

繼電器302的常開觸點為開關103的第一信號端。

優選的，開關管301為MOS管。

優選的，微控制器102通過輸入端與PCI連接器101相連；

微控制器102通過輸出端與開關103的第一信號端相連；

微控制器102通過第一控制端與開關103的控制端相連；

微控制器102通過第二控制端與FPGA 105的復位端相連。

系統工作時，FPGA 105與配置晶片104連接，FPGA 105可以正常讀取配置晶片104中的配置數據。

當總線中有配置數據下發時，微控制器102通過輸入端從PCI連接器101預留接口處接收到數據，如果根據數據協議進行解析後，判斷所述接收的數據是配置數據，則微控制器102通過第一控制端控制MOS管的兩極導通，將電源的驅動功率加載到繼電器302線圈上，使繼電器302線圈供電吸合。

繼電器302線圈供電吸合後，繼電器302常開觸點接通，將配置晶片104與FPGA 105的連接狀態變為配置晶片104與微控制器102連接的狀態。

然後，微控制器102通過輸出端將配置數據下載到配置晶片104中，再通過第一控制端控制MOS管斷開兩極。

此時沒有功率加載到繼電器302線圈上，使繼電器302觸電動作，釋放常開觸點，將配置晶片104連接回FPGA 105。

最後，微控制器102通過第二控制端向FPGA 105輸出一個復位信號，使其重新讀取配置晶片104裡的配置數據，達到更新FPGA 105的配置數據的目的。

優選的，PCI連接器101上信號類型為UART、SPI或者I2C。

在具體的實際應用中，PCI連接器101輸出配置數據的通訊信號，具體可選通用UART、SPI、I2C等總線協議進行通訊。

優選的，配置晶片104通過SPI類型接口與開關103的第三信號端相連。

微控制器102向繼電器302常開觸點輸出的信號為配置數據的下載信號；配置晶片104的接口可以為SPI類型。

微控制器102向MOS管輸出的信號為電平控制信號，微控制器102上的相應接口可以採用標準IO接口類型。

MOS管向繼電器302線圈輸出的信號為繼電器302的驅動控制信號，通過MOS管為繼電器302線圈進行電源控制。

其他具體的工作原理與上述實施例相同，此處不再一一贅述。

本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。