星載環(huán)境FPGA軟件在軌重加載的一種方法
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2 硬件電路設計
本系統硬件組成原理框圖見(jiàn)圖3，主控DSP芯片選用TI公司SMQ320LC31，通過(guò)1553B接口實(shí)現與星上控制計算機的通信，FPGA選用XILINX公司VIRTEX-Ⅱ系列芯片XC2V3000，其配置芯片選用XCF32P，DSP通過(guò)CPLD實(shí)現對FPGA加載模式的控制。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/190121.htm
圖3所示的電路框圖可以分為以下功能模塊：配置數據接口單元、配置信號發(fā)生單元、時(shí)序狀態(tài)轉換、自舉配置單元、FPGA功能單元，其邏輯關(guān)系如圖4所示。
各功能單元的功能和性能描述如下：
(1)配置數據接口單元：該單元通過(guò)1553B接口從星上控制計算機接收FPGA配置數據。
(2)配置信號發(fā)生單元：該單元產(chǎn)生配置FPGA所需的配置數據和時(shí)序。
(3)狀態(tài)時(shí)序轉換單元：該單元一方面實(shí)現FPGA配置方式的狀態(tài)切換：自舉配置；另一方面將配置信號發(fā)生單元產(chǎn)生的信號轉換成FPGA配置接口所需的信號。
(4)自舉配置單元：即PROM，保存預先裝好的FPGA配置數據。
(5)FPGA功能單元：即FPGA，接收來(lái)自于PROM的配置數據或者來(lái)自于DSP(經(jīng)過(guò)CPLD轉換)的配置數據。
該系統在實(shí)際工作過(guò)程中，通過(guò)DSP和CPLD的靈活控制，可以實(shí)現多種配置模式的切換：
(1)上電過(guò)程直接通過(guò)PROM對FPGA進(jìn)行配置加載；
(2)上電過(guò)程直接通過(guò)DSP片外FLASH對FPGA進(jìn)行配置加載；
(3)DSP實(shí)時(shí)接收星上控制計算機傳送的配置數據，實(shí)現對FPGA的配置加載；
(4)DSP實(shí)時(shí)接收星上控制計算機傳送的配置數據，將其燒寫(xiě)至PROM；
(5)DSP實(shí)時(shí)接收星上控制計算機傳送的配置數據，將其燒寫(xiě)至FLASH。
3 軟件設計
3．1 DSP軟件設計實(shí)現
系統上電之后，DSP上電后，首先進(jìn)行狀態(tài)檢測，判斷上電時(shí)是PROM串行加載還是FLASH并行加載。然后，星上控制計算機通過(guò)1553B接口向DSP傳送FPGA配置數據，并發(fā)送配置模式控制命令，DSP根據接收的命令選擇配置方式，按照配置時(shí)序向CPLD的相應寄存器寫(xiě)配置數據以及配置控制信號。
DSP軟件功能框圖如圖5所示，軟件主要完成兩個(gè)功能：功能一為完成1553B接口數據的傳輸，并存儲到SRAM中，然后根據1553B接口的控制命令決定進(jìn)行配置的方式或者轉存到FLASH中；功能二為模塊根據命令和FPGA配置時(shí)序產(chǎn)生配置信號，并輸出給CPLD配置寄存器。
整個(gè)DSP軟件程序包含以下幾個(gè)主要函數：1553B接口數據傳輸和處理函數、FLASH擦除與裝訂函數、SelectMap配置函數和中斷處理函數。軟件從main函數入口開(kāi)始運行，進(jìn)行相應的初始化設置和配置，并開(kāi)啟中斷，然后進(jìn)入無(wú)限循環(huán)狀態(tài)，等待外部中斷的到來(lái)并進(jìn)行相應的中斷服務(wù)處理。詳細軟件流程圖如圖6所示。
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