基于CPLD和Flash的远程FPGA固件升级方法

本文主要探讨了如何实现远程升级基于SRAM工艺的FPGA固件，特别是针对ALTERA公司StratixII系列FPGA的创新配置方法。FPGA因其SRAM工艺的挥发性特性，配置数据需要储存在外部非易失性存储器中，传统的配置方式通常依赖于厂商提供的专用编程器或下载电缆，这在系统维护和升级时显得不便。 文章首先指出了传统FPGA配置方法的局限性，即灵活性差，每次升级都需要物理连接下载电缆或者使用编程器烧写配置。为了克服这个问题，作者提出了一个利用PowerPC440GX嵌入式处理器和CPLD器件的解决方案。该方案的核心是将64Mb通用Flash用于存储配置文件，而CPLD作为配置控制器，通过串行或并行接口与FPGA通信，实现了远程系统升级的功能。 ALTERA StratixII系列FPGA支持多种配置模式，如FPP（快速被动并行）、PS（被动串行）和AS（主动串行）。FPP配置过程具有严格的时序要求，包括复位、配置、数据传输、确认完成和初始化等步骤。如果配置过程中发生错误，FPGA将重新开始配置。 本文的方法极大地提高了系统的维护和升级效率，使得软件人员和用户无需频繁进行硬件操作，简化了开发流程，缩短了周期。此外，这种方法的通用性意味着它不仅适用于StratixII系列FPGA，也能扩展到其他类型的FPGA器件，具有良好的适应性和实用性。 总结来说，本文介绍的远程FPGA升级方法是一种创新的系统级解决方案，它通过集成嵌入式处理器和CPLD，降低了配置复杂度，提升了系统灵活性和经济性，对于FPGA产品的持续开发和维护具有重要意义。