解决现场升级的挑战

可编程逻辑器件的主要优点，如fpga和cpld，是他们的可编程性。这些设备通常使用旨在解决特定于应用程序的问题的独特设计部署。因此，由于这些问题，许多嵌入式系统可以从制造后更新其设计和配置的能力大大受益匪浅。升级功能对多个最终应用程序很有用。bobappios下载地址例如，传感器或显示接口等应bobappios下载地址用可以利用此功能以改善库存控制。这些应用程序bobappios下载地址可以具有协议桥的一端，其具有略微不同的定时或规格，具体取决于单元类型。另一个示例应用程序是工业和电信基础架构应用中的板管理。bobappios下载地址这些应用程序bobappios下载地址通常具有长寿命，并且从升级错误或通过升级空中或现场升级配置来提高可靠性的能力很大。

带有片上配置Flash的fpga提供了现场可重编程的优点。然而，这一优点同时也带来了系统设计复杂性增加的缺点。系统设计人员必须克服一些挑战，才能正确地实施此类产品的现场升级方案。最先进的Flash FPGA产品包括多个功能，以帮助管理这些问题。

第一个系统级别挑战是在更新期间停机。一些闪存FPGA要求设备脱机，或放置在专用编程模式下，以便更新设备。在这些情况下，必须冻结或停止系统操作，并且在进入离线模式之前必须以已知的值得信赖的状态保持设备I / O.对于这样的场景，某些设备直接支持I / O冻结模式。bob电子竞技俱乐部不提供这样的专用模式的设备可能需要额外的外部电阻或其他组件以安全状态保持I / O.

将设备放在离线模式下有几个缺点 - 取决于用于编程的接口和设备的编程存储器的大小，重新编程设备可能需要几秒钟。许多系统中可能不允许在许多系统中，尤其是需要连续运行的基础设施应用程序。bobappios下载地址

更先进的Flash FPGA支持背景编程模式。bob电子竞技俱乐部后台编程模式使设备的配置闪存的重新编程能够脱机而不将设备脱机。这允许设备在编程时间的几秒钟内继续正常运行，宽松对停机时间的担忧。

一旦设备已被编程，配置闪存可以加载到设备的活动SRAM存储器中。激活新配置的步骤通常被称为“刷新”设备，并且只有几毫秒，而在脱机模式下将设备进行编程到秒数。理想情况下，可以根据其技术特征，在不关闭设备的情况下实现此刷新步骤。有些设备可以利用I / O冻结功能与刷新命令组合，以提供设备的零停机时间更新。I / O在刷新步骤期间冻结，只有在设备中激活新配置时才释放。有时调用此功能无休止的更新如下图所示。

后台编程接口

在许多嵌入式系统中，连接到设备进行后台升级是另一个挑战。在制造过程中，对Flash fpga编程最常用的接口是JTAG接口。JTAG是制造环境的理想接口，因为它可以在单个设备链中结合边界扫描和重编程等板测试功能。它也通常用作调试接口。

大多数现场重新编程将使用系统中的另一个可编程设备进行，例如微控制器或应用程序处理器。bobappios下载地址该设备将接收“通过空中的编程更新文件”，并充当FPGA的编程大师。这里的挑战是许多MCU和处理器在船上没有JTAG主块，这意味着该界面对于在字段中的背景重新编程中不是非常有用的。幸运的是，许多可编程设备还支持用于重新编程的SPI接口，这在行业中非常常见。bob电子竞技俱乐部一些最近发布的Flash FPGA已经增加了通过I2C重新编程的能力，这需要较少的I / O而不是SPI总线，并且在许多系统中出现了作为优选的边带接口。这在具有低I / O计数的小形式因子应用中特别有益，其中两个和四个引脚之间的差异可以确定可以使用哪个包bobappios下载地址装。

从编程故障中恢复

背景技术重新编程为该字段中的设备使用增加了另一个挑战。在闪存重新编程过程中，必须在使用新配置进行编程之前删除闪存。擦除步骤通常采用整体编程时间的大部分，呈现特定的挑战 - 擦除或编程步骤期间的电源故障或其他故障将导致损坏的配置。

在许多需要考虑停机的相同系统中，编程故障是一个关键的挑战。在Flash FPGA或CPLD是第一个打开和处理板管理和系统启动/关闭的设备的系统中，编程故障会导致整个系统冻结。这样的应用bobappios下载地址程序必须有从编程失败中恢复的方法。许多Flash fpga都有一个被称为双引导的特性，它可以从编程失败中恢复。Dual Boot特性提供了一种方法来存储和访问Golden或Fallback映像，这在编程期间不会受到干扰。这个映像可以存储在板外SPI Flash中，然后当系统试图在编程失败后引导时可用。此时，FPGA可以检测到主设备映像已损坏，并退回到从辅助映像引导。利用后台重编程的高可靠性系统通常需要双引导解决方案。

恶意更新的安全性

嵌入式系统中的新兴问题是固件安全性。任何启用现场或空中升级的设备都应包括对设备进行恶意更新的保护。FPGA为这些问题提供了各种解决方案。一个解决方案是密码保护。密码保护要求在后台编程开始运行之前将密码通过编程接口传递给FPGA。此代码存储在FPGA中的闪存中，只有程序下载到系统的程序，包括将允许编程设备的秘密密码。

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