论文部分内容阅读
FPGA动态可重构技术能够在FPGA运行过程中对其内部的全部或部分逻辑资源进行重新配置,进而实现逻辑功能的动态切换,而不终止器件的运行。这使硬件系统的更新或修改变得十分容易,提高了FPGA的灵活性;该技术实现了资源的时分复用,提高了FPGA的资源利用率并降低了功耗。FPGA动态可重构技术的巨大优势使其在系统容错、航空航天、可进化硬件、多功能仪器等众多领域都有着广阔的应用前景。鉴于此,针对FPGA的动态重构技术及其应用进行研究具有重要的研究价值和实际意义。本文分析了FPGA动态可重构技术的国内外研究及应用现状,对基于FPGA的动态可重构技术的原理及实现方法进行了深入的研究,并对主流生产厂商的FPGA动态重构实现方法进行了分析和比较。在对FPGA动态重构技术进行深入的研究和分析的基础上,提出了一种具备本地动态全局重构、本地动态局部重构以及远程动态重构能力的载板设计方案。该方案以Xilinx公司的Virtex-5系列FPGA作为重构硬件基础,设计了基于Platform Flash PROM、BPI Flash、System ACE CF配置方式下的动态重构接口电路以及远程动态重构接口电路;设计的载板可作为主控板挂接在将来根据不同需求而设计的功能板上以使功能板具备动态可重构能力,增强了设计的灵活性和通用性,实现同一硬件基础上通过重构以适应不同型号以及相同型号在不同阶段的导弹和卫星通用化测试需求。最后,以可重构载荷数据模拟源作为应用实例来验证动态可重构载板的设计的合理性和正确性。实际测试结果表明,载板不仅可以通过本地触发重构实现基于Platform FlashPROM、BPI Flash、System ACE CF配置方式下的动态全局重构以及JTAG调试模式下的动态局部重构来实现载荷数据模拟源的功能的动态切换,而且可以通过以太网远程发送配置数据文件并触发重构来取得同样的功能重构效果。从多个方面验证了FPGA动态重构技术的巨大优势。本文对于其它从事该项技术研究与开发的人员具有重要的参考价值和借鉴意义。