現場可編程門陣列的集中式加載方法
2023-05-30 02:29:46 1
專利名稱：現場可編程門陣列的集中式加載方法
技術領域：
本發明涉及一種對現場可編程門陣列中存儲信息的加載方法，確切地說，涉及一種現場可編程門陣列的集中式加載方法，以便實現集成型設備的FPGA文件的統一管理；屬於信息存貯中的電可編程序存貯器的使用方法技術領域。
背景技術：
現場可編程門陣列(FPGA，field programable gate array)是一種可擦除的可編程序只讀存儲器，通常在單板上電初始化時，將相關程序和數據加載到該單板的FPGA硬體晶片；該FPGA晶片初始化後，可以完成複雜的邏輯控制。FPGA的邏輯是易失性的，掉電後需要重新加載。即將FPGA文件重新寫入FPGA晶片，使其能夠正常工作的一個操作過程。由於FPGA晶片可以無限制地重複加載，且所有FPGA都是可以升級的。把新的FPGA文件下載存放到單板的掉電可保持器件(通常是FLASH存儲器)，在上電初始化時再將該新的FPGA文件重新轉移加載到FPGA晶片裡，就可以使新的邏輯生效。
參見圖1，目前比較廣泛使用的分布式FPGA加載方法是給每個單板生成一個FPGA加載模塊，由該模塊負責該單板FPGA文件的管理，包括生成一個上下載模塊、文件存取(讀寫)模塊、FPGA文件加載到FPGA晶片的加載驅動。對每個單板的FPGA文件進行管理維護就是和各個單板的FPGA加載模塊進行交互。單板的FPGA加載模塊平時都需要有一定的維護工作。在分布式FPGA加載方法中，每個單板都設置有這樣的FPGA加載模塊。
而在集成型通信設備中，不是每個單板都有自己的CPU系統，各個單板的FPGA文件是存放在各自單板上的FLASH存儲器中，FPGA文件的管理同樣也包括有單板初始化時的FPGA加載、FPGA文件的存取、FPGA文件的升級。其中FPGA加載需要FPGA晶片的加載驅動，FPGA文件的存取則需要有響應的存儲硬體驅動，FPGA文件的升級就需要有一套FPGA文件的上下載驅動系統。如果對FPGA文進行分布式處理設計，則每個單板都要有一套自己的FPGA管理模塊，會佔用比較多的系統資源，這樣勢必會給集成型設備的CPU系統增加過多的負擔。而集成型設備的CPU系統的負擔本來就是比較繁重的，如何對集成型設備進行集中式的FPGA加載方法，即對該集成型設備的所有的FPGA文件進行統一管理，統一完成FPGA文件的存放、升級和加載處理，使各個單板不再關心自己FPGA文件的管理，以減輕CPU系統的負擔的課題就擺在業內人士的面前。
發明內容
本發明的目的是提供一種現場可編程門陣列的集中式加載方法，以便實現集成型設備的FPGA文件的統一管理，減輕CPU系統的負擔。
本發明的目的是這樣實現的一種現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於設置一個獨立的現場可編程門陣列(FPGA)管理軟體模塊，對分布式存放在各個單板上的FPGA文件進行集中管理，由該管理軟體模塊統一負責這些FPGA文件的上下載、存取和加載。
所述的FPGA管理軟體模塊是在獨立於各個單板的存儲設備上初始化的一個文件系統，該文件系統包含有一個文件上下載協議，該文件系統通過啟動所述的文件上下載協議使該FPGA管理軟體模塊完成與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作。
所述的客戶端是網管系統，或是用戶或用戶服務人員的操作終端軟體。
所述的與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作中的下載操作都是先將文件下載到所述的FPGA管理軟體模塊的文件系統中，完成下載後，再將其拷貝轉移到目的單板；上載操作都是先把目的單板上的文件拷貝轉移到所述的FPGA管理軟體模塊的文件系統中，再把該文件上載到客戶端。
所述的FPGA管理軟體模塊對各個單板上的FPGA文件在其單板的掉電可保持存儲器件中的存放進行統一處理。
所述的FPGA管理軟體模塊在單板需要加載FPGA時提供一個統一的FPGA加載接口，直接完成各個單板FPGA的加載；各個單板軟體模塊不需要關注加載細節。
當單板需要加載FPGA，並向FPGA管理軟體模塊提出要求時，FPGA管理軟體模塊從單板FPGA文件系統中讀出FPGA文件，校驗無誤後使用符合該單板FPGA晶片類型的FPGA加載驅動加載FPGA晶片，並把加載結果返回給單板。
所述的由FPGA管理軟體模塊統一負責各個單板FPGA文件的上下載、存取和加載的操作之前，首先要進行下列初始化操作A、每個單板在被插入設備中時，由該單板軟體通知FPGA管理軟體模塊進行該單板的FPGA文件存取系統的初始化；B、FPGA管理軟體模塊識別該單板的存儲設備，確定存儲設備的容量大小以及驅動方法，並校驗現有存儲設備上的已有文件；同時單板軟體向FPGA管理軟體模塊通告本單板的FPGA晶片類型，FPGA管理軟體模塊則根據FPGA晶片類型確定相應的FPGA加載驅動。
所述的由FPGA管理軟體模塊對分布式存放在各個單板的掉電可保持存儲器件中的FPGA文件進行的集中管理是動態的，即插入單板即可由FPGA管理軟體模塊對其進行管理，單板被拔出則不能管理之。
本發明是針對集成型設備的各個單板FPGA文件管理方式存在的問題而提出的一種集中式加載FPGA的方法，以便實現減輕CPU系統負擔的發明目的。具體來說就是設置一個獨立的FPGA管理軟體模塊，對分布式存放在所有各個單板FLASH上的FPGA文件進行集中式管理；即由一個管理軟體模塊統一對這些文件進行管理，負責它們的上下載、存取和加載。只需要啟動FPGA管理模塊中的一個文件上下載協議負責上下載各個單板FPGA文件，對各個單板的FPGA文件在單板的FLASH中的存放作統一處理，在單板需要加載FPGA時提供一個統一的FPGA加載接口，直接完成單板FPGA的加載，使單板軟體模塊不需要關注FPGA文件的任何處理。
本發明方法的優點是集中管理各個單板的FPGA文件，降低了對各個單板FPGA文件管理的複雜度，使各個單板不需關注FPGA的；且明顯地減輕了CPU系統的負擔。如果集成型設備上有N塊單板上設有FPGA文件，管理一個單板上的FPGA需要佔用S％的CPU資源，則傳統的分布式管理FPGA的方法需要佔用N×S％的CPU系統資源，而本發明的集中式管理方法只需要佔用比S％稍微多一點的CPU系統資源，可以使CPU系統騰出較多時間進行其它的操作。
本發明方法特別適用於實現集成型設備的FPGA文件的管理。在集成型設備中，各個單板的FPGA文件是存放在各個單板上的，即FPGA文件的存放是分布式的；而且隨著單板的插拔，FPGA文件的存在也是動態改變的，通常對FPGA文件的管理是分布式管理。本發明提供了一種使用集中式管理方法來管理分布式存放的FPGA文件，具有很好的應用前景。
圖1是分布式FPGA加載方法的軟體模塊示意圖。
圖2是本發明集中式FPGA加載方法的軟體模塊示意圖。
圖3(A)、(B)分別是本發明集中式FPGA加載方法單板文件下載操作和上載操作的步驟流程圖。
具體實施例方式
參見圖2，本發明是一種現場可編程門陣列的集中式加載方法，其是在集成型設備中設置一個獨立的FPGA管理軟體模塊，對分布式存放在各個單板上的FPGA文件進行集中管理，由該軟體模塊統一負責這些FPGA文件的上下載、存取和加載。
該FPGA管理軟體模塊是在獨立於各個單板的存儲設備上初始化的一個文件系統，該文件系統包含有一個文件上下載協議，該文件系統通過啟動所述的文件上下載協議使該FPGA管理軟體模塊完成與任何單板或客戶端(即網管系統，或是用戶或用戶服務人員的操作終端軟體)進行的文件上下載操作。
參見圖3(A)和圖3(B)，本發明對任何單板的文件下載操作都是先將文件下載到該FPGA管理軟體模塊的文件系統中，下載完成後再將其拷貝轉移到目的單板；任何單板的文件上載操作都是先把文件從目的單板拷貝轉移到FPGA管理模塊的文件系統，然後再上載到客戶端。該FPGA管理軟體模塊對各個單板的FPGA文件在其單板的掉電可保持存儲器件(例如FLASH)中的存取進行統一處理。而在單板需要加載FPGA時，FPGA管理模塊提供一個統一的FPGA加載接口，直接完成各個單板FPGA的加載，使每個單板軟體模塊不需要關注FPGA文件的任何處理。當單板需要加載FPGA，並向FPGA管理軟體模塊提出要求時，FPGA管理軟體模塊從單板FPGA文件系統中讀出FPGA文件，校驗無誤後使用符合該單板FPGA晶片類型的FPGA加載驅動加載FPGA晶片，並把加載結果返回給單板。
本發明的FPGA管理軟體模塊在統一負責管理各個單板FPGA文件的上下載、存取和加載的操作之前，首先要進行下列初始化操作A、每個單板在被插入設備中時，由該單板軟體通知FPGA管理軟體模塊進行該單板的FPGA文件存取系統的初始化；B、FPGA管理軟體模塊識別該單板的存儲設備，確定存儲設備的容量大小以及驅動方法，並校驗現有存儲設備上的已有文件；同時單板軟體向FPGA管理軟體模塊通告本單板的FPGA晶片類型，FPGA管理軟體模塊則根據FPGA晶片類型確定相應的FPGA加載驅動。
權利要求
1.一種現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於設置一個獨立的現場可編程門陣列(FPGA)管理軟體模塊，對分布式存放在各個單板上的FPGA文件進行集中管理，由該管理軟體模塊統一負責這些FPGA文件的上下載、存取和加載。
2.根據權利要求1所述的現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於所述的FPGA管理軟體模塊是在獨立於各個單板的存儲設備上初始化的一個文件系統，該文件系統包含有一個文件上下載協議，該文件系統通過啟動所述的文件上下載協議使該FPGA管理軟體模塊完成與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作。
3.根據權利要求2所述的現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於所述的客戶端是網管系統，或是用戶或用戶服務人員的操作終端軟體。
4.根據權利要求2所述的現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於所述的與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作中的下載操作都是先將文件下載到所述的FPGA管理軟體模塊的文件系統中，完成下載後，再將其拷貝轉移到目的單板；上載操作都是先把目的單板上的文件拷貝轉移到所述的FPGA管理軟體模塊的文件系統中，再把該文件上載到客戶端。
5.根據權利要求1所述的現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於所述的FPGA管理軟體模塊對各個單板上的FPGA文件在其單板的掉電可保持存儲器件中的存放進行統一處理。
6.根據權利要求1所述的現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於所述的FPGA管理軟體模塊在單板需要加載FPGA時提供一個統一的FPGA加載接口，直接完成各個單板FPGA的加載；各個單板軟體模塊不需要關注加載細節。
7.根據權利要求1或6所述的現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於當單板需要加載FPGA，並向FPGA管理軟體模塊提出要求時，FPGA管理軟體模塊從單板FPGA文件系統中讀出FPGA文件，校驗無誤後使用符合該單板FPGA晶片類型的FPGA加載驅動加載FPGA晶片，並把加載結果返回給單板。
8.根據權利要求1所述的現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於所述的由FPGA管理軟體模塊統一負責各個單板FPGA文件的上下載、存取和加載的操作之前，首先要進行下列初始化操作A、每個單板在被插入設備中時，由該單板軟體通知FPGA管理軟體模塊進行該單板的FPGA文件存取系統的初始化；B、FPGA管理軟體模塊識別該單板的存儲設備，確定存儲設備的容量大小以及驅動方法，並校驗現有存儲設備上的已有文件；同時單板軟體向FPGA管理軟體模塊通告本單板的FPGA晶片類型，FPGA管理軟體模塊則根據FPGA晶片類型確定相應的FPGA加載驅動。
9.根據權利要求1所述的現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於所述的由FPGA管理軟體模塊對分布式存放在各個單板的掉電可保持存儲器件中的FPGA文件進行的集中管理是動態的，即插入單板即可由FPGA管理軟體模塊對其進行管理，單板被拔出則不能管理之。
全文摘要
一種現場可編程門陣列的集中式加載方法，其特徵在於設置一個獨立的現場可編程門陣列(FPGA)管理軟體模塊，對分布式存放在各個單板上的FPGA文件進行集中管理，由該管理軟體模塊統一負責這些FPGA文件的上下載、存取和加載。該FPGA管理軟體模塊是在獨立於各個單板的存儲設備上初始化的一個文件系統，該文件系統包含有一個文件上下載協議，該文件系統通過啟動文件上下載協議使該FPGA管理軟體模塊完成與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作。該FPGA管理軟體模塊對各個單板的FPGA文件在其單板的掉電可保持存儲器件中的存放進行統一處理。
文檔編號G06F12/00GK1525310SQ0310535
公開日2004年9月1日 申請日期2003年2月25日 優先權日2003年2月25日
發明者謝濤, 謝 濤 申請人:華為技術有限公司