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遠(yuǎn)程升級(jí)簡

遠(yuǎn)程升級(jí)的實(shí)質(zhì)是通過遠(yuǎn)程且不影響當(dāng)前芯片工作狀態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)芯片的代碼版本升級(jí)或回退。本例程采用基于SPI Master和BPI Master接口的遠(yuǎn)程升級(jí)方案，在遠(yuǎn)程升級(jí)的過程中，用戶通過通信協(xié)議（如TCP/IP，PCI，UDP，UART等，本例程使用UART）或?qū)Ｓ媒涌趶倪h(yuǎn)端接收位流，通過用戶SPI接口將位流編程到外部Flash，實(shí)現(xiàn)代碼的遠(yuǎn)程升級(jí)。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境

操作步

第一步：代碼準(zhǔn)備在遠(yuǎn)程升級(jí)位流中，用戶通過將合并位流（開關(guān)程序+跳轉(zhuǎn)程序+黃金位流+應(yīng)用位流）寫入到外部Flash芯片，利用遠(yuǎn)程升級(jí)程序更新應(yīng)用位流。因此固化在外部Flash中的程序，無論是黃金位流還是應(yīng)用位流都需要包含升級(jí)程序。黃金位流可以理解為一個(gè)保底程序，當(dāng)更新應(yīng)用位流出現(xiàn)問題時(shí)，F(xiàn)PGA可回退到黃金位流版本，重新進(jìn)行應(yīng)用位流的代碼升級(jí)。應(yīng)用位流在包含升級(jí)程序的同時(shí)，添加上用戶自己設(shè)定的功能代碼。Logos2系列的FPGA器件支持1～3個(gè)應(yīng)用位流，本例程以一個(gè)應(yīng)用位流為例進(jìn)行演示，應(yīng)用位流中的用戶程序?yàn)榱魉疅魧?shí)驗(yàn)。

*圖1：代碼準(zhǔn)備

以盤古100Pro開發(fā)板demo為例，demo中提供了兩個(gè)工程，分別為黃金位流對(duì)應(yīng)的工程和應(yīng)用位流對(duì)應(yīng)的工程。用戶后續(xù)只需對(duì)remote_update_applied工程中的用戶程序進(jìn)行修改即可。

*圖2：提供代碼

第二步：sbit格式轉(zhuǎn)換分別將黃金位流對(duì)應(yīng)工程的sbit文件和應(yīng)用位流對(duì)應(yīng)工程的sbit文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為Flash的.sfc文件。

*圖3：黃金位流工程sbit格式轉(zhuǎn)換

*圖4：應(yīng)用位流工程sbit格式轉(zhuǎn)換

第三步：合并位流將黃金位流文件和應(yīng)用位流文件合并為一個(gè)合并位流文件。在Convert File Dialog界面中選擇Generate Multi Revision File功能，正確選擇器件類型（盤古50K為PGL50H，盤古100Pro為PGL100H）和位流類型（SPI Upgrade Data Stream），并勾選Enable Set Start Address選項(xiàng)。需要注意，應(yīng)用位流的Start Address需要與兩個(gè)工程中頂層文件設(shè)定的USER_BITSTREAM_ADDRESS一致。

*圖5：盤古50K合并應(yīng)用位流*圖6：盤古100Pro+合并應(yīng)用位流

第四步：代碼固化將生成的合并位流文件固化到外部Flash中。注意自己合并位流文件存放的位置，合并位流文件包含“_mul”后綴。

*圖7：合并位流固化

第五步：位流文件更新代碼固化后，F(xiàn)PGA會(huì)自動(dòng)加載應(yīng)用位流程序（需要幾十秒時(shí)間），顯示流水燈。由于應(yīng)用位流文件帶升級(jí)程序，可以通過串口發(fā)送對(duì)應(yīng)命令，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用位流文件更新操作。與升級(jí)程序相關(guān)的操作命令及返回值如下圖所示。

*圖8：操作命令及返回值

應(yīng)用位流文件的升級(jí)步驟如下（注意發(fā)送和接收均需勾選十六進(jìn)制表示）：

1.上位機(jī)下發(fā)寫位流使能命令，等待FPGA擦除開關(guān)程序和應(yīng)用位流。本例程只定義了位流1的起始地址，因此發(fā)送寫位流1使能（e7 e7 e7 e7 11），擦除完成FPGA發(fā)送給上位機(jī)完成命令（55 05 01）。

2. 上位機(jī)收到擦除完成標(biāo)志后，發(fā)送新的應(yīng)用位流文件（注意，此處是經(jīng)過sbit格式轉(zhuǎn)換得到的.sfc文件）和位流結(jié)束標(biāo)志（7e 7e 7e 7e）。當(dāng)上位機(jī)收到（55 05 10）則表示寫應(yīng)用位流完成，可進(jìn)行下一步操作。可以讀位流進(jìn)行校驗(yàn)，也可以重復(fù)前兩步操作，再次寫位流文件。

3. 上位機(jī)下發(fā)讀位流使能，讀位流進(jìn)行校驗(yàn)。這里發(fā)送讀位流1使能（e7 e7 e7 e7 51）,當(dāng)校驗(yàn)完成后FPGA上報(bào)校驗(yàn)結(jié)果。（55 03 01）表示校驗(yàn)結(jié)果為正確，（55 03 00）表示校驗(yàn)結(jié)果錯(cuò)誤。

4. 上位機(jī)發(fā)送打開開關(guān)使能命令，這里發(fā)送打開開關(guān)1使能（e7 e7 e7 e7 0e 41）。打開完成后，F(xiàn)PGA發(fā)送給上位機(jī)完成標(biāo)志（55 05 04）。

5. 上位機(jī)下發(fā)熱啟動(dòng)使能（e7 e7 e7 e7 04 01），加載新的應(yīng)用位流。若上步的校驗(yàn)結(jié)果為錯(cuò)誤，則加載黃金位流。

6. 若只是切換應(yīng)用位流，不更新應(yīng)用位流，其操作如下。

7.上位機(jī)下發(fā)單獨(dú)擦除開關(guān)使能命令，擦除所有開關(guān)程序。擦除完成FPGA發(fā)送給上位機(jī)完成標(biāo)志( 55 05 02)。

8. 上位機(jī)發(fā)送打開開關(guān)使能命令。打開完成后，F(xiàn)PGA發(fā)送給上位機(jī)完成標(biāo)志(55 05 04)。

9.上位機(jī)下發(fā)熱啟動(dòng)使能，加載新的應(yīng)用位流。為了簡化切換位流啟動(dòng)的流程，可關(guān)閉校驗(yàn)使能。

注：以上操作僅對(duì)深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司提供的《Logos2系列FPGA遠(yuǎn)程升級(jí)應(yīng)用指南》文檔的實(shí)際操作步驟進(jìn)行補(bǔ)充說明。更多詳細(xì)信息請(qǐng)查看紫光同創(chuàng)提供的應(yīng)用指南及用戶手冊(cè)。

原文標(biāo)題：【干貨】基于串口的FPGA遠(yuǎn)程升級(jí)

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