專利名稱：現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對現(xiàn)場可編程門陣列中存儲信息的加載方法，確切地說，涉及一種現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，以便實現(xiàn)集成型設(shè)備的FPGA文件的統(tǒng)一管理；屬于信息存貯中的電可編程序存貯器的使用方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA，field programable gate array)是一種可擦除的可編程序只讀存儲器，通常在單板上電初始化時，將相關(guān)程序和數(shù)據(jù)加載到該單板的FPGA硬件芯片；該FPGA芯片初始化后，可以完成復雜的邏輯控制。FPGA的邏輯是易失性的，掉電后需要重新加載。即將FPGA文件重新寫入FPGA芯片，使其能夠正常工作的一個操作過程。由于FPGA芯片可以無限制地重復加載，且所有FPGA都是可以升級的。把新的FPGA文件下載存放到單板的掉電可保持器件(通常是FLASH存儲器)，在上電初始化時再將該新的FPGA文件重新轉(zhuǎn)移加載到FPGA芯片里，就可以使新的邏輯生效。
參見圖1，目前比較廣泛使用的分布式FPGA加載方法是給每個單板生成一個FPGA加載模塊，由該模塊負責該單板FPGA文件的管理，包括生成一個上下載模塊、文件存取(讀寫)模塊、FPGA文件加載到FPGA芯片的加載驅(qū)動。對每個單板的FPGA文件進行管理維護就是和各個單板的FPGA加載模塊進行交互。單板的FPGA加載模塊平時都需要有一定的維護工作。在分布式FPGA加載方法中，每個單板都設(shè)置有這樣的FPGA加載模塊。
而在集成型通信設(shè)備中，不是每個單板都有自己的CPU系統(tǒng)，各個單板的FPGA文件是存放在各自單板上的FLASH存儲器中，F(xiàn)PGA文件的管理同樣也包括有單板初始化時的FPGA加載、FPGA文件的存取、FPGA文件的升級。其中FPGA加載需要FPGA芯片的加載驅(qū)動，F(xiàn)PGA文件的存取則需要有響應的存儲硬件驅(qū)動，F(xiàn)PGA文件的升級就需要有一套FPGA文件的上下載驅(qū)動系統(tǒng)。如果對FPGA文進行分布式處理設(shè)計，則每個單板都要有一套自己的FPGA管理模塊，會占用比較多的系統(tǒng)資源，這樣勢必會給集成型設(shè)備的CPU系統(tǒng)增加過多的負擔。而集成型設(shè)備的CPU系統(tǒng)的負擔本來就是比較繁重的，如何對集成型設(shè)備進行集中式的FPGA加載方法，即對該集成型設(shè)備的所有的FPGA文件進行統(tǒng)一管理，統(tǒng)一完成FPGA文件的存放、升級和加載處理，使各個單板不再關(guān)心自己FPGA文件的管理，以減輕CPU系統(tǒng)的負擔的課題就擺在業(yè)內(nèi)人士的面前。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，以便實現(xiàn)集成型設(shè)備的FPGA文件的統(tǒng)一管理，減輕CPU系統(tǒng)的負擔。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于設(shè)置一個獨立的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)管理軟件模塊，對分布式存放在各個單板上的FPGA文件進行集中管理，由該管理軟件模塊統(tǒng)一負責這些FPGA文件的上下載、存取和加載。
所述的FPGA管理軟件模塊是在獨立于各個單板的存儲設(shè)備上初始化的一個文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)包含有一個文件上下載協(xié)議，該文件系統(tǒng)通過啟動所述的文件上下載協(xié)議使該FPGA管理軟件模塊完成與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作。
所述的客戶端是網(wǎng)管系統(tǒng)，或是用戶或用戶服務人員的操作終端軟件。
所述的與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作中的下載操作都是先將文件下載到所述的FPGA管理軟件模塊的文件系統(tǒng)中，完成下載后，再將其拷貝轉(zhuǎn)移到目的單板；上載操作都是先把目的單板上的文件拷貝轉(zhuǎn)移到所述的FPGA管理軟件模塊的文件系統(tǒng)中，再把該文件上載到客戶端。
所述的FPGA管理軟件模塊對各個單板上的FPGA文件在其單板的掉電可保持存儲器件中的存放進行統(tǒng)一處理。
所述的FPGA管理軟件模塊在單板需要加載FPGA時提供一個統(tǒng)一的FPGA加載接口，直接完成各個單板FPGA的加載；各個單板軟件模塊不需要關(guān)注加載細節(jié)。
當單板需要加載FPGA，并向FPGA管理軟件模塊提出要求時，F(xiàn)PGA管理軟件模塊從單板FPGA文件系統(tǒng)中讀出FPGA文件，校驗無誤后使用符合該單板FPGA芯片類型的FPGA加載驅(qū)動加載FPGA芯片，并把加載結(jié)果返回給單板。
所述的由FPGA管理軟件模塊統(tǒng)一負責各個單板FPGA文件的上下載、存取和加載的操作之前，首先要進行下列初始化操作A、每個單板在被插入設(shè)備中時，由該單板軟件通知FPGA管理軟件模塊進行該單板的FPGA文件存取系統(tǒng)的初始化；B、FPGA管理軟件模塊識別該單板的存儲設(shè)備，確定存儲設(shè)備的容量大小以及驅(qū)動方法，并校驗現(xiàn)有存儲設(shè)備上的已有文件；同時單板軟件向FPGA管理軟件模塊通告本單板的FPGA芯片類型，F(xiàn)PGA管理軟件模塊則根據(jù)FPGA芯片類型確定相應的FPGA加載驅(qū)動。
所述的由FPGA管理軟件模塊對分布式存放在各個單板的掉電可保持存儲器件中的FPGA文件進行的集中管理是動態(tài)的，即插入單板即可由FPGA管理軟件模塊對其進行管理，單板被拔出則不能管理之。
本發(fā)明是針對集成型設(shè)備的各個單板FPGA文件管理方式存在的問題而提出的一種集中式加載FPGA的方法，以便實現(xiàn)減輕CPU系統(tǒng)負擔的發(fā)明目的。具體來說就是設(shè)置一個獨立的FPGA管理軟件模塊，對分布式存放在所有各個單板FLASH上的FPGA文件進行集中式管理；即由一個管理軟件模塊統(tǒng)一對這些文件進行管理，負責它們的上下載、存取和加載。只需要啟動FPGA管理模塊中的一個文件上下載協(xié)議負責上下載各個單板FPGA文件，對各個單板的FPGA文件在單板的FLASH中的存放作統(tǒng)一處理，在單板需要加載FPGA時提供一個統(tǒng)一的FPGA加載接口，直接完成單板FPGA的加載，使單板軟件模塊不需要關(guān)注FPGA文件的任何處理。
本發(fā)明方法的優(yōu)點是集中管理各個單板的FPGA文件，降低了對各個單板FPGA文件管理的復雜度，使各個單板不需關(guān)注FPGA的；且明顯地減輕了CPU系統(tǒng)的負擔。如果集成型設(shè)備上有N塊單板上設(shè)有FPGA文件，管理一個單板上的FPGA需要占用S％的CPU資源，則傳統(tǒng)的分布式管理FPGA的方法需要占用N×S％的CPU系統(tǒng)資源，而本發(fā)明的集中式管理方法只需要占用比S％稍微多一點的CPU系統(tǒng)資源，可以使CPU系統(tǒng)騰出較多時間進行其它的操作。
本發(fā)明方法特別適用于實現(xiàn)集成型設(shè)備的FPGA文件的管理。在集成型設(shè)備中，各個單板的FPGA文件是存放在各個單板上的，即FPGA文件的存放是分布式的；而且隨著單板的插拔，F(xiàn)PGA文件的存在也是動態(tài)改變的，通常對FPGA文件的管理是分布式管理。本發(fā)明提供了一種使用集中式管理方法來管理分布式存放的FPGA文件，具有很好的應用前景。


圖1是分布式FPGA加載方法的軟件模塊示意圖。
圖2是本發(fā)明集中式FPGA加載方法的軟件模塊示意圖。
圖3(A)、(B)分別是本發(fā)明集中式FPGA加載方法單板文件下載操作和上載操作的步驟流程圖。
具體實施例方式
參見圖2，本發(fā)明是一種現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其是在集成型設(shè)備中設(shè)置一個獨立的FPGA管理軟件模塊，對分布式存放在各個單板上的FPGA文件進行集中管理，由該軟件模塊統(tǒng)一負責這些FPGA文件的上下載、存取和加載。
該FPGA管理軟件模塊是在獨立于各個單板的存儲設(shè)備上初始化的一個文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)包含有一個文件上下載協(xié)議，該文件系統(tǒng)通過啟動所述的文件上下載協(xié)議使該FPGA管理軟件模塊完成與任何單板或客戶端(即網(wǎng)管系統(tǒng)，或是用戶或用戶服務人員的操作終端軟件)進行的文件上下載操作。
參見圖3(A)和圖3(B)，本發(fā)明對任何單板的文件下載操作都是先將文件下載到該FPGA管理軟件模塊的文件系統(tǒng)中，下載完成后再將其拷貝轉(zhuǎn)移到目的單板；任何單板的文件上載操作都是先把文件從目的單板拷貝轉(zhuǎn)移到FPGA管理模塊的文件系統(tǒng)，然后再上載到客戶端。該FPGA管理軟件模塊對各個單板的FPGA文件在其單板的掉電可保持存儲器件(例如FLASH)中的存取進行統(tǒng)一處理。而在單板需要加載FPGA時，F(xiàn)PGA管理模塊提供一個統(tǒng)一的FPGA加載接口，直接完成各個單板FPGA的加載，使每個單板軟件模塊不需要關(guān)注FPGA文件的任何處理。當單板需要加載FPGA，并向FPGA管理軟件模塊提出要求時，F(xiàn)PGA管理軟件模塊從單板FPGA文件系統(tǒng)中讀出FPGA文件，校驗無誤后使用符合該單板FPGA芯片類型的FPGA加載驅(qū)動加載FPGA芯片，并把加載結(jié)果返回給單板。
本發(fā)明的FPGA管理軟件模塊在統(tǒng)一負責管理各個單板FPGA文件的上下載、存取和加載的操作之前，首先要進行下列初始化操作A、每個單板在被插入設(shè)備中時，由該單板軟件通知FPGA管理軟件模塊進行該單板的FPGA文件存取系統(tǒng)的初始化；B、FPGA管理軟件模塊識別該單板的存儲設(shè)備，確定存儲設(shè)備的容量大小以及驅(qū)動方法，并校驗現(xiàn)有存儲設(shè)備上的已有文件；同時單板軟件向FPGA管理軟件模塊通告本單板的FPGA芯片類型，F(xiàn)PGA管理軟件模塊則根據(jù)FPGA芯片類型確定相應的FPGA加載驅(qū)動。
權(quán)利要求
1.一種現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于設(shè)置一個獨立的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)管理軟件模塊，對分布式存放在各個單板上的FPGA文件進行集中管理，由該管理軟件模塊統(tǒng)一負責這些FPGA文件的上下載、存取和加載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于所述的FPGA管理軟件模塊是在獨立于各個單板的存儲設(shè)備上初始化的一個文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)包含有一個文件上下載協(xié)議，該文件系統(tǒng)通過啟動所述的文件上下載協(xié)議使該FPGA管理軟件模塊完成與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于所述的客戶端是網(wǎng)管系統(tǒng)，或是用戶或用戶服務人員的操作終端軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于所述的與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作中的下載操作都是先將文件下載到所述的FPGA管理軟件模塊的文件系統(tǒng)中，完成下載后，再將其拷貝轉(zhuǎn)移到目的單板；上載操作都是先把目的單板上的文件拷貝轉(zhuǎn)移到所述的FPGA管理軟件模塊的文件系統(tǒng)中，再把該文件上載到客戶端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于所述的FPGA管理軟件模塊對各個單板上的FPGA文件在其單板的掉電可保持存儲器件中的存放進行統(tǒng)一處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于所述的FPGA管理軟件模塊在單板需要加載FPGA時提供一個統(tǒng)一的FPGA加載接口，直接完成各個單板FPGA的加載；各個單板軟件模塊不需要關(guān)注加載細節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于當單板需要加載FPGA，并向FPGA管理軟件模塊提出要求時，F(xiàn)PGA管理軟件模塊從單板FPGA文件系統(tǒng)中讀出FPGA文件，校驗無誤后使用符合該單板FPGA芯片類型的FPGA加載驅(qū)動加載FPGA芯片，并把加載結(jié)果返回給單板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于所述的由FPGA管理軟件模塊統(tǒng)一負責各個單板FPGA文件的上下載、存取和加載的操作之前，首先要進行下列初始化操作A、每個單板在被插入設(shè)備中時，由該單板軟件通知FPGA管理軟件模塊進行該單板的FPGA文件存取系統(tǒng)的初始化；B、FPGA管理軟件模塊識別該單板的存儲設(shè)備，確定存儲設(shè)備的容量大小以及驅(qū)動方法，并校驗現(xiàn)有存儲設(shè)備上的已有文件；同時單板軟件向FPGA管理軟件模塊通告本單板的FPGA芯片類型，F(xiàn)PGA管理軟件模塊則根據(jù)FPGA芯片類型確定相應的FPGA加載驅(qū)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于所述的由FPGA管理軟件模塊對分布式存放在各個單板的掉電可保持存儲器件中的FPGA文件進行的集中管理是動態(tài)的，即插入單板即可由FPGA管理軟件模塊對其進行管理，單板被拔出則不能管理之。
全文摘要
一種現(xiàn)場可編程門陣列的集中式加載方法，其特征在于設(shè)置一個獨立的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)管理軟件模塊，對分布式存放在各個單板上的FPGA文件進行集中管理，由該管理軟件模塊統(tǒng)一負責這些FPGA文件的上下載、存取和加載。該FPGA管理軟件模塊是在獨立于各個單板的存儲設(shè)備上初始化的一個文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)包含有一個文件上下載協(xié)議，該文件系統(tǒng)通過啟動文件上下載協(xié)議使該FPGA管理軟件模塊完成與任何單板或客戶端進行的文件上下載操作。該FPGA管理軟件模塊對各個單板的FPGA文件在其單板的掉電可保持存儲器件中的存放進行統(tǒng)一處理。
文檔編號G06F12/00GK1525310SQ0310535
公開日2004年9月1日 申請日期2003年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月25日
發(fā)明者謝濤, 謝 濤 申請人:華為技術(shù)有限公司