刘永恩，王俊芳

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081)

0 引言

FPGA是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。独特的技术优势使得FPGA自1985年第一片诞生，在短短20多年内广泛用于各个领域，尤其是通信、信息处理等领域［1］。随着 FPGA的广泛应用，FPGA设计工程师们也越来越感到，当电路板置入设备中尤其是当这些设备分布各地且位于较偏僻地域时，用传统FPGA升级方法升级带来的诸多不便。

1 远程升级技术

绝大多数FPGA均为基于SRAM的工艺，最大特点是掉电数据会丢失，无法保存，所以它们的系统除了一个FPGA器件以外，外部还需要增加一个配置芯片用于保存编程数据，每次上电的时候都需要从这个配置芯片将配置数据流加载到FPGA，然后才能正常运行。FPGA的配置和开发环境一般由FPGA器件生产厂商提供或推荐。Altera公司推荐的当前FPGA开发环境为QuartusII，用于 Altera公司各类FPGA的设计、配置等。其中QuartusII中集成的Programmer工具用于FPGA的在线配置或外置掉电不易失器件的烧写。

Altera公司FPGA器件的配置主要有3种:主动模式、被动模式和联合测试行动组(JTAG)模式［2］，其具体说明如表1所示。

表1 Altera FPGA配置简表

尽管Altera的FPGA器件可以支持表1所示多种配置方法，但受限于芯片支持范围、成本和设计复杂度等因素，真正在工程中被推荐使用的常用方法有:主动串行(AS)方式、被动串行(PS)方式和JTAG下载方式。

FPGA的配置一般是通过计算机的并口、网口或通用串行总线(USB)接口经专用下载电缆完成。……