FPGA固件升级装置、方法以及系统与流程

本公开涉及一种工业控制，尤其涉及一种fpga固件升级装置、方法以及系统。

背景技术：

1、集散控制系统是目前过程控制中采用的一种数字化仪控系统，具有性价比高、可靠性好、操作简单、运行过程直观等优点，广泛应用于核电、火电、水电和化工领域。集散控制系统最核心的部件是负责逻辑计算处理的控制器和负责采集就地仪表信号与控制信号输出的i/o卡件，其中维护便捷是i/o卡件必备的属性，在传统的fpga嵌入式设备中，fpga固件的烧写一般是通过专用的jtag调试器，但是fpga设备在大规模工程应用之后，无法通过专用的jtag设备进行更新和维护。

技术实现思路

1、本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中fpga设备在大规模工程应用之后fpga固件无法通过专用的jtag设备进行升级的缺陷，提供一种fpga固件升级装置、方法以及系统。

2、本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、第一方面，提供一种fpga固件升级装置，所述fpga固件升级装置包括控制模块以及fpga模块，所述控制模块包括控制芯片以及第一存储芯片，所述fpga模块包括fpga芯片以及第二存储芯片，其中，所述控制芯片的i/o引脚连接所述fpga芯片的jtag引脚；

4、所述控制芯片用于接收上位机发送的固件升级数据，并将所述固件升级数据写入所述第一存储芯片；

5、所述控制芯片还用于通过所述i/o引脚将存储在所述第一存储芯片中的所述固件升级数据编程至与所述fpga芯片连接的所述第二存储芯片中，以实现固件升级。

6、可选地，所述fpga固件升级装置还包括网络协议栈模块，所述网络协议栈模块包括至少两个网络协议栈芯片，其中所述至少两个网络协议栈芯片包括第一网络协议栈芯片和第二网络协议栈芯片；

7、所述第一网络协议栈芯片和所述第二网络协议栈芯片均用于接收上位机发送的固件升级数据；

8、在所述第一网络协议栈芯片接收到所述固件升级数据的情况下，所述控制芯片用于从所述第一网络协议栈芯片中获取所述固件升级数据；

9、在所述第一网络协议栈芯片未接收到所述固件升级数据的情况下，所述控制芯片用于从所述第二网络协议栈芯片中获取所述固件升级数据。

10、可选地，所述第一存储芯片与所述第二存储芯片均为非易失性存储芯片。

11、可选地，所述控制芯片还通过通信接口连接所述fpga芯片，所述fpga芯片用于在完成固件升级的情况下，通过所述通信接口向所述控制芯片发送第一信号，其中，第一信号用于指示所述fpga芯片完成固件升级。

12、可选地，所述固件升级数据包括至少两个数据包，所述控制芯片还用于在接收到一个数据包的情况下对所述数据包进行校验，并在校验失败的情况下接收所述上位机重新发送的数据包；在校验成功的情况下接收所述上位机发送的下一个数据包。

13、可选地，所述控制芯片还用于在接收到最后一个数据包后，接收所述上位机发送的总校验包，并进行总校验，在总校验失败的情况下重新接收所述上位机依次发送的所述固件升级数据的数据包。

14、第二方面，提供一种fpga固件升级方法，应用于控制芯片，所述控制芯片的i/o引脚连接fpga芯片的jtag引脚；

15、所述固件升级方法包括以下步骤：

16、接收上位机发送的固件升级数据，并将所述固件升级数据写入与所述控制芯片连接的第一存储芯片；

17、通过所述i/o引脚将存储在所述第一存储芯片中的所述固件升级数据编程至与所述fpga芯片连接的第二存储芯片中，以实现固件升级。

18、第三方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的fpga固件升级方法。

19、第四方面，提供一种fpga固件升级系统，所述fpga固件升级系统包括上位机以及如第一方面所述的fpga固件升级装置；

20、所述上位机用于向所述fpga固件升级装置发送固件升级数据。

21、第五方面，提供一种i/o设备，应用于dcs系统，所述i/o设备包括i/o卡件以及如第四方面所述的fpga固件升级系统，所述i/o卡件的一端连接所述fpga固件升级系统的fpga芯片，另一端连接dcs系统的其他设备。

22、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。

23、本公开的积极进步效果在于：通过控制芯片的i/o引脚模拟jtag引脚以连接所述fpga芯片的jtag引脚，接收上位机发送的固件升级数据，并将所述固件升级数据写入所述第一存储芯片；以及fpga芯片将所述固件升级数据写入所述第二存储芯片，解决了现有技术中fpga设备在大规模工程应用之后fpga固件无法通过专用的jtag设备进行升级的缺陷，保证了数据的稳定性。

技术特征：

1.一种fpga固件升级装置，其特征在于，所述fpga固件升级装置包括控制模块以及fpga模块，所述控制模块包括控制芯片以及第一存储芯片，所述fpga模块包括fpga芯片以及第二存储芯片，其中，所述控制芯片的i/o引脚连接所述fpga芯片的jtag引脚；

2.如权利要求1所述的fpga固件升级装置，其特征在于，所述fpga固件升级装置还包括网络协议栈模块，所述网络协议栈模块包括至少两个网络协议栈芯片，其中所述至少两个网络协议栈芯片包括第一网络协议栈芯片和第二网络协议栈芯片；

3.如权利要求1所述的fpga固件升级装置，其特征在于，所述第一存储芯片与所述第二存储芯片均为非易失性存储芯片。

4.如权利要求1所述的fpga固件升级装置，其特征在于，所述控制芯片还通过通信接口连接所述fpga芯片，

5.如权利要求1所述的fpga固件升级装置，其特征在于，所述固件升级数据包括至少两个数据包，

6.如权利要求5所述的fpga固件升级装置，其特征在于，所述控制芯片还用于在接收到最后一个数据包后，接收所述上位机发送的总校验包，并进行总校验，在总校验失败的情况下重新接收所述上位机依次发送的所述固件升级数据的数据包。

7.一种fpga固件升级方法，其特征在于，应用于控制芯片，所述控制芯片的i/o引脚连接fpga芯片的jtag引脚；

8.一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7所述的fpga固件升级方法。

9.一种fpga固件升级系统，其特征在于，所述fpga固件升级系统包括上位机以及如权利要求1-6中任一项所述的fpga固件升级装置；

10.一种i/o设备，其特征在于，应用于dcs系统，所述i/o设备包括i/o卡件以及如权利要求9所述的fpga固件升级系统，所述i/o卡件的一端连接所述fpga固件升级系统的fpga芯片，另一端连接dcs系统的其他设备。

技术总结本公开提供了一种FPGA固件升级装置、方法以及系统，所述FPGA固件升级装置包括控制模块以及FPGA模块，所述控制模块包括控制芯片以及第一存储芯片，所述FPGA模块包括FPGA芯片以及第二存储芯片，其中，所述控制芯片的I/O引脚连接所述FPGA芯片的JTAG引脚；所述控制芯片用于接收上位机发送的固件升级数据，并将所述固件升级数据写入所述第一存储芯片；所述控制芯片还用于通过所述I/O引脚将存储在所述第一存储芯片中的所述固件升级数据编程至与所述FPGA芯片连接的所述第二存储芯片中，以实现固件升级；解决了现有技术中FPGA设备在大规模工程应用之后FPGA固件无法通过专用的JTAG设备进行升级的缺陷，保证了数据的稳定性。技术研发人员：邓怡兴,黎景越,田青旺,于爽,傅佳烨,吴沛泽受保护的技术使用者：国核自仪系统工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12