專利名稱：一種基于計算機總線的fpga功能在線可配置和重構(gòu)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種FPGA功能在線可配置和重構(gòu)電路，尤其涉及一種基于計算機總線(PCI總線、CPCI總線)對FPGA芯片的功能在線進行配置和重構(gòu)的電路。
背景技術(shù)：
FPGA芯片是一種現(xiàn)場可編程的門陣列，用于復雜的數(shù)字電路中，完成電路的邏輯控制功能。通常FPGA芯片是在邏輯設(shè)計完成后，通過專用的JTAG接口，由專用的仿真配置工具燒寫到FPGA中，形成具有固定功能的邏輯芯片，完成電路的邏輯控制功能。但由于該 下，放到專用的仿真配置工具中重新進行燒寫。因此，固化的FPGA邏輯限制了電路功能的通用化，專用的燒寫工具也限制了設(shè)備在線使用的范圍。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種基于計算機的PCI總線或CPCI總線，通過計算機總線在線對電路的FPGA芯片邏輯進行重新配置和構(gòu)成，使得設(shè)備不用拆卸，在線完成電路的功能重構(gòu)，使設(shè)備具有新的功能，實現(xiàn)設(shè)備的通用化。為達到上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)措施實現(xiàn)。按照本實用新型提供的一種基于計算機總線的FPGA功能在線可配置和重構(gòu)電路，包括與計算機總線通訊的PCI橋芯片、與所述PCI橋芯片相連接的配置FPGA、與所述PCI橋芯片相連接的功能FPGA及外圍接口電路。將計算機總線的標準信號通過PCI橋芯片轉(zhuǎn)換為本地總線，本地總線連接配置FPGA和功能FPGA，實現(xiàn)對所述兩個FPGA的控制。通過控制配置FPGA接收計算機總線傳輸過來功能FPGA的配置數(shù)據(jù)，并依據(jù)功能FPGA配置端口的數(shù)據(jù)輸入要求將配置數(shù)據(jù)輸入到功能FPGA內(nèi)部，實現(xiàn)對功能FPGA的邏輯功能的重構(gòu)，重構(gòu)后的功能FPGA具有預先設(shè)計的邏輯控制功能，實現(xiàn)對外圍其它電路的控制，達到規(guī)定的功能。按照本實用新型提供的一種基于計算機總線的FPGA在線可配置和重構(gòu)電路還具有如下附屬技術(shù)特征所述配置FPGA和功能FPGA均屬于現(xiàn)場可編程的器件，其器件型號可不同，根據(jù)所需門陣列容量選擇。所述配置FPGA的功能是通過專用的仿真配置工具事先燒寫固化的，其內(nèi)部邏輯不能更改，占用固定的本地總線地址空間，是作為計算機總線到功能FPGA配置重構(gòu)的橋
M
ο所述配置FPGA在配置功能FPGA的同時，監(jiān)視功能FPGA的配置狀態(tài)輸出，并將狀態(tài)通過PCI橋通知計算機主機。主機根據(jù)配置FPGA提供的功能FPGA配置狀態(tài)，判斷功能FPGA是否配置成功，功能FPGA配置成功后，計算機主機可通過計算機總線訪問功能FPGA內(nèi)部的寄存器來實現(xiàn)預先設(shè)計的功能。外圍電路是配合功能FPGA實現(xiàn)電氣接口或其它功能。當需要對功能FPGA功能進行重構(gòu)時，由計算機主機通過計算機總線下載不同的配置數(shù)據(jù)，通過配置FPGA重新配置功能FPGA，即可改寫功能FPGA的邏輯功能，使得電路具有新的功能。按照本實用新型提供的一種基于計算機總線的FPGA在線可配置和重構(gòu)電路與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本實用新型的現(xiàn)場可配置和重構(gòu)功能使得功能FPGA能夠根據(jù)使用者的要求對電路的邏輯功能進行重新設(shè)計和構(gòu)成，使得同一個硬件電路能夠完成不同的邏輯功能，從而提高了電路應(yīng)用場合，使得本實用新型具有較高的通用性。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實用新型的配置流程圖。圖中1.計算機總線；2.PCI橋芯片；3.本地總線；4.配置FPGA ；5.功能FPGA ；6.串口數(shù)據(jù)信號；7.外圍接口。
具體實施方式
參見圖I和圖2，在本實用新型給出的一種基于計算機總線的FPGA功能在線可配置和重構(gòu)電路的實施例，包括與計算機總線I、與所述計算機總線I連接的PCI橋芯片2、與所述PCI橋芯片2連接的本地總線3、與本地總線3相連的配置FPGA4和功能FPGA5、配置FPGA4和功能FPGA5相連的串口數(shù)據(jù)信號6及外圍接口 7。由計算機主機向所述計算機總線I發(fā)送配置命令，傳輸配置數(shù)據(jù)，通過PCI橋芯片2將計算機總線I上的命令、地址和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本地總線3上的控制信號、地址信號和數(shù)據(jù)信號，本地總線3上的控制信號和地址信號實現(xiàn)對配置FPGA4的選通和控制，使得配置FPGA4接收本地總線3上傳輸過來的數(shù)據(jù)信號，即功能FPGA5的配置數(shù)據(jù)，并通過配置FPGA4將配置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串口數(shù)據(jù)信號6，通過串口數(shù)據(jù)信號6將串行格式的配置數(shù)據(jù)輸入到功能FPGA5內(nèi)部，實現(xiàn)對功能FPGA5的邏輯功能的配置，配置后的功能FPGA5通過外圍接口 7實現(xiàn)對其它外圍電路的控制。本實用新型中配置FPGA的功能已通過專用的仿真配置工具事先燒寫固化，該配置FPGA的功能就是將配置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為功能FPGA進行功能配置需要串行數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)格式按照功能FPGA要求的輸入格式，該格式為FPGA的固有格式。參見圖I和圖2，在本實施中，所述配置FPGA和功能FPGA均屬于現(xiàn)場可編程的器件，其器件型號可不同，根據(jù)所需門陣列容量選擇。所述配置FPGA在配置功能FPGA的同時，監(jiān)視功能FPGA的配置狀態(tài)輸出，并將狀態(tài)通過PCI橋通知計算機主機。主機根據(jù)配置FPGA提供的功能FPGA配置狀態(tài)，判斷功能FPGA是否配置成功，功能FPGA配置成功后，計算機主機可通過計算機總線訪問功能FPGA內(nèi)部的寄存器來實現(xiàn)預先設(shè)計的功能。參見圖I和圖2，當需要對電路功能重新定義時，對功能FPGA功能進行重構(gòu)即可，由計算機主機通過計算機總線下載不同的配置數(shù)據(jù)，通過配置FPGA重新配置功能FPGA，即可改寫功能FPGA的邏輯功能，使得電路具有新的功能。
權(quán)利要求1.一種基于計算機總線的FPGA功能在線可配置和重構(gòu)電路，其特征在于包括與計算機總線(I)通訊的PCI橋芯片(2)，與所述PCI橋芯片(2)相連接的配置FPGA (4)、與所述PCI橋芯片⑵相連接的功能FPGA(5)及外圍接口電路(7)，將計算機總線的標準信號通過PCI橋芯片(2)轉(zhuǎn)換為本地總線(3)，本地總線(3)連接配置FPGA (4)和功能FPGA (5)，實現(xiàn)對所述兩個FPGA的控制，配置FPGA(4)的配置數(shù)據(jù)，通過串口數(shù)據(jù)信號(6)輸入到功能FPGA(5)內(nèi)部，實現(xiàn)對功能FPGA(5)的邏輯功能的重構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種基于計算機總線的FPGA功能在線可配置和重構(gòu)電路，其特征在于所述配置FPGA(4)和功能FPGA(5)均屬于現(xiàn)場可編程的器件，其器件型號可以不一致，根據(jù)所需門陣列容量選擇。
3.如權(quán)利要求I所述的一種基于計算機總線的FPGA功能在線可配置和重構(gòu)電路，其特征在于所述配置FPGA(4)的功能是通過專用的仿真配置工具事先燒寫固化的，其內(nèi)部邏輯不能更改，占用固定的本地總線地址空間，是作為計算機總線到功能FPGA配置重構(gòu)的橋梁。
專利摘要本實用新型涉及一種基于計算機總線的FPGA功能在線可配置和重構(gòu)電路，包括與計算機總線(1)通訊的PCI橋芯片(2)，與所述PCI橋芯片(2)相連接的配置FPGA(4)、與所述PCI橋芯片(2)相連接的功能FPGA(5)及外圍接口電路(7)。將計算機總線的標準信號通過PCI橋芯片(2)轉(zhuǎn)換為本地總線(3)，本地總線(3)連接配置FPGA(4)和功能FPGA(5)，實現(xiàn)對所述兩個FPGA的控制。當需要對功能FPGA功能進行重構(gòu)時，由計算機主機通過計算機總線下載不同的配置數(shù)據(jù)，通過配置FPGA(4)重新配置功能FPGA(5)，即可改寫功能FPGA(5)的邏輯功能，使得電路具有新的功能。
文檔編號G06F17/50GK202650009SQ20122018372
公開日2013年1月2日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者胡廣明, 楊業(yè)明, 于江海, 劉曉鋒, 王芳, 梁屹, 漆小彩, 高巖, 馮涌泉, 俞波 申請人:航天科工慣性技術(shù)有限公司