基于JTAG接口实现ARM对FPGA的Firmware远程配置

发布时间：2020-06-09 09:20

【摘要】：随着信息技术的飞速发展,人们对于工业产品的需求也在日新月异的变化之中,于是加快产品的更新换代成为了设计人员在产品研发过程中急需考虑的重要因素。本设计就是为64层CT提供远程在线升级服务。在CT设备上实现嵌入式系统接入Internet中,利用强大的互联网实现64层CT产品的远程在线升级。鉴于此,本课题以如何利用互联网使64层CT设备上的FPGA部件得到升级为研究方向和目标,制定了课题研究的解决方案,并最终得以实现。 针对64层CT设备部件,设计了嵌入式网络通信板(UCom板),该通信板为CT部件提供远程在线升级服务。CT用户通过互联网将升级文件下载到CT控制台(Console),然后利用UCom板将该升级文件经以太网下载到FPGA的配置存储器,等待CT部件上的FPGA器件的上电配置,从而实现了CT设备的Firmware远程在线升级服务。UCom板的设计首次将TCP/IP协议栈移植到CT设备的嵌入式系统中,并在此基础上自主定义了应用层网络传输协议,实现了Console和各个部件控制板上UCom板的数据通信。最后设计了JTAG总线,将升级文件传输到用于FPGA配置的PROM里。 采用CT Firmware远程升级解决方案,首次实现了对CT设备的在线升级,避免了人为手动升级过程中可能产生的损失,大大提高了产品的更新效率,加快CT设备的固件更新周期,便于厂家维护用户设备,同时也为用户提供了方便。 本课题是东软医疗系统有限公司64层CT机研发项目的部分工作。
【图文】：

8图 2.2 UCom 板 Firmware 层次划分框图2.3.2 Firmware 线程划分和启动流程该系统按照功能的实现可设计为 4 个线程：Ethernet 服务线程、TCP/IP 协议栈线FPGA 升级线程、Data Flash 管理线程。在系统的启动过程中，各个线程是按照一定的先后顺序进行启动的，以保证整统功能的正常工作。图 2.3 为系统启动流程框图，该图描述了各线程的启动顺序和相关的外设资源。经过以下步骤后系统所有线程启动完毕，将进入正常的工作模式系统在启动流程中首先要配置 ARM 的系统时钟，并复位 ARM 芯片的 I/O 管然后启动 uC/OS-II 实时操作系统。操作系统的启动首先要初始化环境变量和信号量息队列等数据结构缓冲区，，然后启动时钟节拍和内存控制块为多任务的执行提供周信号源并分配内存空间。之后启动其他多线程。下面将分别介绍各个线程的执行过1. Ethernet 服务线程：该线程负责与 Console 之间建立连接并实现数据传输。

TCP/IP协议栈流程图
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1

【参考文献】

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本文编号：2704479