一种远程配置fpga的方法!.pdfVIP

应用研究 数字技术 与应用 一种远程配置 FPGA 的方法 刘佳 (天津光电通信技术有限公司,天津 300221) 摘要:使用JTAG 方式配置FPGA,在某些特殊环境下, 因缺乏灵活性,不易操作,对设备使用产生制约。本文提出一种远程配置FPGA的 方法,该方法利用PC机,通过以太网接口向Zynq传输配置文件,Zynq按照FPGA相应的配置时序,完成远程配置工作。 关键词:FP GA ；远程配置 ；Zynq ；AX I 中图分类号:TN791 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)03-0120-01 1 引言 系列的XC7Z030,普通PC机一台。硬件框图如图1所示。 近年来,FPGA技术广泛应用于通信、信息、信号处理等领域。传 具体配置流程: 统的JTAG方式配置FPGA,强依赖于本地开发环境。当FPGA设备 (1)PC与Zynq SOC建立TCP/IP连接,Zynq为Server,PC为 处于特殊环境时,远程配置功能就非常重要了。Zynq是Xilinx公司 Client。PC通过千兆网口将配置文件发送给Zynq,Zynq收到文件 近两年力推的全可编程SOC,它将双核 ARM Cortex A9处理器 后,存到SD卡备用。 系统(Processing System,PS)和可编程逻辑(Programmable Logic, (2)Zynq中PS与PL建立AXI通道接口,PS做Master,PL做Slave。 PL)结合到单芯片内,并推出了PS与PL间的高速AXI总线。本文利用 PS从SD卡读取配置文件数据,通过AXI接口,发送给PL。因配置文 PC和Zynq完成对FPGA的远程配置工作,充分发挥以太网、AXI等 件通常为10几兆,因此传输时分片传输,每次可传K级别数据。 高速接口的特性,实现高效的远程配置。 (3)PL一边接收数据,一边实现Stratix IV的配置时序,边收数 据,边配置。 2 方案原理 (4)PS每传一片数据,都要等待PL配置完成,并且检验纠错,正 远程配置,通常是指配置文件在一台PC上,待配置设备位于远 确时才可传送下一个数据包。 端,二者可通过互联网连接。PC的作用是将配置文件通过以太网传 (5)重复(3)(4)步骤,至全部配置数据,传输配置完成。 输给设备。在设备中,包含一个Zynq SOC。该单元主要负责接收PC (6)Zynq SOC将配置结果(成功或失败),通过以太网上报给 传来的配置文件,并完成对FPGA的具体配置工作。 PC。至此,完成远程配置。 在Zynq中,包括PS和PL两个模块,还含有大量的控制器资源, 流程图如图2所示。 如USB控制器、DDR控制器,千兆以太网控制器等。AXI是Zynq中 需要注意,当PC向Zynq传送配置文件时,需要先将文件的标志 引入的新概念,它是Advanced eXtensible Interface的简称,可实 信息(文件名、长度)传过去,Zynq会在本地新建同名文件。然后PC再 现PS与PL间高速的数据交互。Zynq中AXI接口共有9个,分为3类: 把将文件的数据信息传过去,Zynq会自动存储到刚刚新建的文件 AXI_ACP接口、AXI_HP接口、AXI_GP接口。