基于軟硬架構(gòu)的高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)fpga專用調(diào)試方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高端計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于軟硬架構(gòu)的高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA專用調(diào)試方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為制約社會(huì)發(fā)展關(guān)鍵領(lǐng)域的瓶頸之一。金融、電信等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能要求極高，因此需要構(gòu)建龐大的多路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以便更好適應(yīng)當(dāng)今各領(lǐng)域的應(yīng)用需求，但是另一方面也陷入了高端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性和系統(tǒng)調(diào)試難題，高端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要用到大量的FPGA芯片，芯片的內(nèi)部邏輯的穩(wěn)定性及健壯性對(duì)整個(gè)高端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。因此，更好的更方便的調(diào)試FPGA的內(nèi)部邏輯顯得更為重要，是構(gòu)建與維護(hù)高可靠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的有效方法之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決該問題，本發(fā)明提供一種基于軟硬架構(gòu)的高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA專用調(diào)試方法，針對(duì)高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)使用的FPGA芯片調(diào)試特點(diǎn)，采用軟硬架構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)可配置調(diào)試。采用此架構(gòu)可以得到比邏輯分析儀更好的分析效果，并且節(jié)省大量資金。在調(diào)試系統(tǒng)的維護(hù)上更經(jīng)濟(jì)、方便，并且大大提高系統(tǒng)的可用性，降低調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)。軟硬件架構(gòu)指的是，通過上位機(jī)軟件平臺(tái)控制FPGA的調(diào)試邏輯得到需要的調(diào)試信息，并且邏輯功能可配置，抓取信息可在軟件中動(dòng)態(tài)顯示。FPGA的調(diào)試邏輯根據(jù)上位機(jī)軟件配置將需要抓取的信號(hào)組織成特定格式，存儲(chǔ)到FPGA內(nèi)部RAM中，調(diào)試邏輯的接口部分將數(shù)據(jù)打包成通訊協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)包，發(fā)送到USB接口。上位機(jī)軟件接收到調(diào)試邏輯發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，存儲(chǔ)到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示到軟件的界面。軟硬件通訊按照專用的通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。
[0004]本發(fā)明還提供了一種基于軟硬架構(gòu)的高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA專用調(diào)試裝置，包括: I)軟件平臺(tái)，基于VC6.0 + MySQL平臺(tái)開發(fā)，界面友好，可以根據(jù)傳輸協(xié)議，提取不同報(bào)文并動(dòng)態(tài)顯示。歷史信息存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，線下可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)回看系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
[0005]2)、硬件邏輯，邏輯部分與FPGA邏輯同時(shí)綜合，在FPGA芯片中運(yùn)行，通過USB接口與軟件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。硬件邏輯把需要提取的信息按照約定格式存儲(chǔ)到本地RAM，并將存儲(chǔ)的信息按照通訊協(xié)議傳輸?shù)杰浖脚_(tái)。
[0006]3)、通訊協(xié)議，軟硬件進(jìn)行通訊借助USB接口，在應(yīng)用層采用自己設(shè)計(jì)的通訊協(xié)議，協(xié)議包括控制報(bào)文，數(shù)據(jù)報(bào)文兩類?？刂茍?bào)文主要用來進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的定義，有效數(shù)據(jù)的定義等；數(shù)據(jù)報(bào)文主要用來傳輸調(diào)試信息。報(bào)文由包頭，數(shù)據(jù)，校驗(yàn)數(shù)據(jù)，包尾組成。
[0007]本發(fā)明針對(duì)高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA的調(diào)試特點(diǎn)，利用軟件和硬件架構(gòu)替代邏輯分析儀，即節(jié)省了資金又提高了 FPGA的調(diào)試效率，同時(shí)信息的提取量又?jǐn)?shù)倍于邏輯分析儀。高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA芯片的特點(diǎn)是邏輯資源占用多，1的利用率較高，留給調(diào)試的資源很少。同時(shí)，由于代碼邏輯復(fù)雜，系統(tǒng)在運(yùn)行中不可避免的出現(xiàn)BUG，能夠及時(shí)迅速的找到問題所在，成了高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA芯片調(diào)試的難點(diǎn)。本發(fā)明利用軟硬件架構(gòu)平臺(tái)，很好的解決了上述問題。
【附圖說明】
[0008]圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖2是軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖3是軟件界面圖。
[0011 ]圖4是硬件邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖5是硬件邏輯控制部分結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖6是硬件邏輯傳輸部分結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖7是傳輸協(xié)議結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行描述。
[0016]正如
【發(fā)明內(nèi)容】
中所描述的，本發(fā)明中主要包括:軟件平臺(tái)(1)、硬件邏輯(2)、通訊協(xié)議(3)。
[0017]I)軟件平臺(tái)，基于VC6.0 + MySQL平臺(tái)開發(fā)，界面友好，可以根據(jù)傳輸協(xié)議，提取不同報(bào)文并動(dòng)態(tài)顯示。歷史信息存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，線下可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)回看系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
[0018]2)、硬件邏輯，邏輯部分與FPGA邏輯同時(shí)綜合，在FPGA芯片中運(yùn)行，通過USB接口與軟件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。硬件邏輯把需要提取的信息按照約定格式存儲(chǔ)到本地RAM，并將存儲(chǔ)的信息按照通訊協(xié)議傳輸?shù)杰浖脚_(tái)。
[0019]3)、通訊協(xié)議，軟硬件進(jìn)行通訊借助USB接口，在應(yīng)用層采用自己設(shè)計(jì)的通訊協(xié)議，協(xié)議包括控制報(bào)文，數(shù)據(jù)報(bào)文兩類?？刂茍?bào)文主要用來進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的定義，有效數(shù)據(jù)的定義等；數(shù)據(jù)報(bào)文主要用來傳輸調(diào)試信息。報(bào)文由包頭，數(shù)據(jù)，校驗(yàn)數(shù)據(jù)，包尾組成。
[0020]根據(jù)高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用軟硬架構(gòu)進(jìn)行調(diào)試。該架構(gòu)具有可配置，使用靈活，使用成本低等特點(diǎn)。
[0021]調(diào)試系統(tǒng)使用，首先需要上位機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行配置硬件邏輯的操作，通過USB總線發(fā)送配置報(bào)文，硬件邏輯根據(jù)配置信息進(jìn)行相應(yīng)信息的更新，完成工作模式的配置。整個(gè)系統(tǒng)商店運(yùn)行，檢測(cè)邏輯進(jìn)行調(diào)試信息的抓取，并根據(jù)配置模式將調(diào)試信息進(jìn)行組包，按照數(shù)據(jù)包的格式存儲(chǔ)到RAM中，硬件邏輯的接口部分，讀取RAM報(bào)文，按照通訊協(xié)議規(guī)定發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文給上位機(jī)進(jìn)行處理。
[0022]上位機(jī)軟件，接收到硬件平臺(tái)發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文，進(jìn)行解包操作，將數(shù)據(jù)按照預(yù)先配置的模式進(jìn)行存儲(chǔ)并在界面中顯示。調(diào)試人員可以實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況。線下可以讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行問題的分析。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于軟硬架構(gòu)的高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA專用調(diào)試方法，其特征在于， 采用軟硬架構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)可配置調(diào)試；軟硬件架構(gòu)是指通過上位機(jī)軟件平臺(tái)控制FPGA的調(diào)試邏輯得到需要的調(diào)試信息，并且邏輯功能可配置，抓取信息可在軟件中動(dòng)態(tài)顯示；FPGA的調(diào)試邏輯根據(jù)上位機(jī)軟件配置將需要抓取的信號(hào)組織成特定格式，存儲(chǔ)到FPGA內(nèi)部RAM中，調(diào)試邏輯的接口部分將數(shù)據(jù)打包成通訊協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)包，發(fā)送到USB接口 ；上位機(jī)軟件接收到調(diào)試邏輯發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，存儲(chǔ)到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示到軟件的界面；軟硬件通訊按照通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。
2.基于軟硬架構(gòu)的高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA專用調(diào)試裝置，其特征在于，包括: I)軟件平臺(tái)，基于VC6.0 + MySQL平臺(tái)開發(fā)，可以根據(jù)傳輸協(xié)議，提取不同報(bào)文并動(dòng)態(tài)顯示；歷史信息存儲(chǔ)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，線下可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)回看系統(tǒng)的運(yùn)行情況； 2 )、硬件邏輯，邏輯部分與FPGA邏輯同時(shí)綜合，在FPGA芯片中運(yùn)行，通過USB接口與軟件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；硬件邏輯把需要提取的信息按照約定格式存儲(chǔ)到本地RAM，并將存儲(chǔ)的信息按照通訊協(xié)議傳輸?shù)杰浖脚_(tái)； 3)、通訊協(xié)議，軟硬件進(jìn)行通訊借助USB接口，在應(yīng)用層采用通訊協(xié)議，協(xié)議包括控制報(bào)文，數(shù)據(jù)報(bào)文兩類；控制報(bào)文主要用來進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的定義，有效數(shù)據(jù)的定義；數(shù)據(jù)報(bào)文主要用來傳輸調(diào)試信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，報(bào)文由包頭，數(shù)據(jù)，校驗(yàn)數(shù)據(jù)，包尾組成。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于軟硬架構(gòu)的高端容錯(cuò)計(jì)算機(jī)FPGA專用調(diào)試方法及其裝置，涉及高端計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。通過上位機(jī)軟件平臺(tái)控制FPGA的調(diào)試邏輯得到需要的調(diào)試信息，并且邏輯功能可配置，抓取信息可在軟件中動(dòng)態(tài)顯示。FPGA的調(diào)試邏輯根據(jù)上位機(jī)軟件配置將需要抓取的信號(hào)組織成特定格式，存儲(chǔ)到FPGA內(nèi)部RAM中，調(diào)試邏輯的接口部分將數(shù)據(jù)打包成通訊協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)包，發(fā)送到USB接口。上位機(jī)軟件接收到調(diào)試邏輯發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，存儲(chǔ)到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)動(dòng)態(tài)顯示到軟件的界面。軟硬件通訊按照專用的通訊協(xié)議進(jìn)行通訊。得到比邏輯分析儀更好的分析效果，并且節(jié)省大量資金。在調(diào)試系統(tǒng)的維護(hù)上更經(jīng)濟(jì)、方便，并且大大提高系統(tǒng)的可用性，降低調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)。
【IPC分類】G06F11-26
【公開號(hào)】CN104598354
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510080649
【發(fā)明人】劉同強(qiáng), 劉剛, 童圓滿, 李仁剛
【申請(qǐng)人】浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月15日