FPGA实现远程升级

简介

        本章节主要描述远程升级的思路，后文将详细讲解如何实现FPG远程升级功能。

环境

        1、FPGA为XILINX A7系列FPGA;

        2、FLASH存储芯片型号为S25FL 128Mbit芯片；

        3、远程升级可通过串口/PS端DMA传输升级文件升级；

升级原理

        XILINX 官方提供的FPGA升级是在FLASH里缓存两个程序，程序一为初始程序，主要提供升级服务，该程序存入FLASH的起始地址0，并且不会做任何改动。

        程序二为升级程序，该程序也提供升级服务，升级存入的起始地址依然是程序二的起始地址。

        FPGA上电先启动程序一，并检测程序二是否校准无误，如果校准通过则执行程序二，校准不通过返回到程序一工作。

        以上操作可以保证升级失败后可以再次升级，因为程序一不会被破坏，在程序一接到升级指令后会将升级程序存入指定升级地址。

总体升级设计        

        远程升级框图如下：

     

        以太网传输升级程序到ZYNQ系列FPGA，PS端再通过DMA将数据传输给PL端，PL端接收数据将升级程序下发给8个子系统，每个子系统由一个A7 FPGA控制，另外升级程序也可以通过串口直接传给ZYNQ的PL端，然后再下发到每个子系统，实现远程升级。  

流程图如下：

        以上是系统升级流程图，FPGA端升级流程图如下：

        下面就升级程序本身做详细拆解，主要分3大部分：

        1、FPGA如何实现FLASH跳转升级功能，该功能主要调用XILINX提供的原语；

        2、实现FLASH的读写擦除控制驱动，另外存储程序的FLASH默认是无法控制的，需要调用原语;

        3、远程升级流程，接收远程升级指令后需要先对FLASH做擦除等指令，然后对接收的数据进行FLASH写操作。

        以上三大部分都需要验证无误后才能实现搭建完整的远程升级系统。

        下文将对以上3个部分逐一讲解。