申请/专利权人：北京无线电测量研究所

申请日：2021-06-10

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN113268263B

主分类号：G06F8/654

分类号：G06F8/654

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2021.09.03#实质审查的生效;2021.08.17#公开

摘要：本发明公开了一种FPGA的回读刷新方法和系统，涉及星载FPGA的容错领域。该方法包括：分别对预设数据传输接口和FPGA的通信状态进行设置；通过预设数据传输接口向设置后的FPGA发送回读指令，获取FPGA配置内存中的回读文件；读取外部存储器中保存的比特文件，将比特文件与回读文件进行比对，根据比对结果判断FPGA是否发生错误，如果发生错误则将对应的正确数据包写入FPGA的配置内存，替换错误的数据包，完成FPGA的实时在线配置刷新。在不影响FPGA实时工作的同时，自动检测FPGA配置状态并修复配置错误，提高星载FPGA系统的容错性能，抑制空间辐射环境影响，提高星载FPGA工作稳定性。

主权项：1.一种FPGA的回读刷新方法，其特征在于，包括：S1，分别对预设数据传输接口和FPGA的通信状态进行设置；S2，通过所述预设数据传输接口向设置后的FPGA发送回读指令，获取FPGA配置内存中的回读文件；外部刷新器对FPGA进行周期性回读；在每个回读周期中，外部刷新器通过数据传输接口向FPGA发送控制指令，将FPGA设置为回读状态，并将数据传输接口设置为可读状态；完成设置后，外部刷新器发送回读指令，按照地址顺序读取FPGA配置内存中的数据，生成比特流数据，并根据比特流数据生成回读文件，外部刷新器对FPGA的回读是通过读写寄存器来控制的，比特流数据是FPGA加载配置文件到配置内存时的数据流，回读操作是从配置内存中还原出来另外一个数据流到外部刷新器中，生成回读文件；S3，读取外部存储器中保存的比特文件，将所述比特文件与所述回读文件进行比对，如果，所述比特文件与所述回读文件不同，则FPGA发生错误；S4，根据比对结果获取所述回读文件中发生错误的第一数据包，在所述比特文件中搜索到与所述第一数据包对应的正确的第二数据包；S5，通过所述预设数据传输接口按照预设刷新逻辑将所述第二数据包写入FPGA的配置内存中，完成FPGA的实时在线配置刷新；所述预设刷新逻辑依次包括：命令头数据刷新、数据部分刷新和命令尾数据刷新，命令头数据由外部刷新器自动生成，包括AA995566同步字、写CMD寄存器、写WCFG命令、写FDRI寄存器、写入的数据量；数据部分，数据存储在缓冲区中；命令尾部分由外部刷新器自动生成；S1之前还包括：搭建容错电路，容错电路包括：FPGA、配置管理器、外部刷新器和外部FLASH存储器；其中，所述配置管理器用于系统上电后将比特流数据写入FPGA的配置内存，生成FPGA电路结构，完成对FPGA的配置；所述外部刷新器用于控制FPGA的回读和刷新操作；所述外部FLASH存储器用于保存比特文件，当FPGA发生错误时，使用比特文件对FPGA进行刷新；在所述S1之前还包括：将配置管理器中的配置文件写入FPGA的配置内存中，供外部设备读取所述回读文件；所述S3之前还包括：S31，通过所述预设数据传输接口读取FPGA的回读状态寄存器的值；S32，对回读状态寄存器值进行判断，如果状态寄存器异常，则对FPGA进行复位，重新加载所述配置文件，然后再执行步骤S31；如果所述状态寄存器正常，则执行步骤S3；在回读阶段，通过SelectMap接口读取STAT状态寄存器的值，如果读取到异常状态值，则对FPGA进行复位，重新加载比特流数据；开发环境编译FPGA程序后，生成配置文件，并通过固化的方式将配置文件保存在配置管理器中；系统上电后，FPGA从配置管理器中加载配置文件，配置文件中储存有比特流数据，比特流数据由多个格式为包头+包体的数据包组成，其中包头对应FPGA内部配置内存的地址，包体对应特定的配置指令；FPGA按照控制逻辑，将比特流数据从配置管理器件写入FPGA内部的配置内存，生成内部电路结构，实现程序功能，完成配置后FPGA开始工作；比特文件、配置文件和回读文件的关系是：在内容上，三个文件都是开发环境生成的.jic文件，比特文件和配置文件是直接将.jic文件下载到FLASH中，其中，比特文件是外部FLASH存储器中存储的.jic文件，配置文件是配置管理器2中存储的.jic文件；而回读文件是外部刷新器对FPGA1进行回读，从FPGA1的配置内存中还原出的文件。

全文数据：

权利要求：

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