FPGA多重配置在LED显示控制系统中的应用

曹慧; 程宏斌; 汪洋; 郑喜凤

doi:10.3788/YJYXS20203505.0456

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FPGA多重配置在LED显示控制系统中的应用

电路设计与应用 | 更新时间：2020-08-12

- FPGA多重配置在LED显示控制系统中的应用
- Application of FPGA MultiBoot in LED display control system
- 液晶与显示 2020年35卷第5期页码：456-463
- 作者机构：
  
  1.长春希达电子技术有限公司吉林长春 130103
  2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春 130033
- 作者简介：
  
  [ "曹慧(1983-), 男, 江苏连云港人, 硕士, 高级工程师, 2009年于长春理工大学获得硕士学位, 主要从事LED显示与控制方面的研究。E-mail:caoh@ccxida.com" ]
  [ "程宏斌(1972-), 男, 吉林蛟河人, 博士, 研究员, 2009年于美国匹兹堡大学获得博士学位, 主要从事光电显示技术方面的研究。E-mail:chenghb@ccxida.com" ]
- 基金信息：
  
  十三五国家重点研发计划(2017YFB0404800);吉林省重点科技研发项目(20180201116GX)
- DOI：10.3788/YJYXS20203505.0456
  中图分类号： TP273
- 收稿日期：2019-08-01，
  
  修回日期：2019-11-09，
  
  录用日期：2019-11-9，
  
  纸质出版日期：2020-05-05
- 稿件说明：
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曹慧, 程宏斌, 汪洋, 等. FPGA多重配置在LED显示控制系统中的应用[J]. 液晶与显示, 2020,35(5):456-463.

Hui CAO, Hong-bin CHENG, Yang WANG, et al. Application of FPGA MultiBoot in LED display control system[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2020, 35(5): 456-463.
曹慧, 程宏斌, 汪洋, 等. FPGA多重配置在LED显示控制系统中的应用[J]. 液晶与显示, 2020,35(5):456-463. DOI： 10.3788/YJYXS20203505.0456.

Hui CAO, Hong-bin CHENG, Yang WANG, et al. Application of FPGA MultiBoot in LED display control system[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2020, 35(5): 456-463. DOI： 10.3788/YJYXS20203505.0456.

摘要

在LED显示控制系统更新FPGA程序和显示参数过程中，可能会遇到掉电或误擦除等突发情况，导致程序出错后无法正常工作。为了提高系统的可靠性，本文对FPGA程序备份、系统功能自我恢复进行了研究。首先介绍了Xilinx Spartan-6 FPGA多重配置原理，然后针对FPGA程序和显示参数设置功能的需求，通过硬件设计研究了采用Flash多区域程序、显示参数备份存储方法。接着，通过FPGA多重配置模块的详细程序设计，实现了程序备份自动调用、自动判断和热重启的功能。最后，介绍了FPGA主备程序固化文件生成方式。通过模拟FPGA程序更新错误实验，验证了系统调用ICAP设置寄存器并触发IPROG命令和FPGA热启动并调用备份程序重新配置，实现了FPGA多重配置在LED显示控制系统上的实际应用，满足了系统更新和显示参数设置过程的稳定性、可靠性要求。

Abstract

During the process of updating the FPGA program and display parameters of the LED display control system

unexpected situations such as power failure or incorrect erasure may be encountered

which can result in the system to fail to work. In order to improve the reliability of the system

the FPGA program backup and system self-recovery are studied in this paper. Firstly

the MultiBoot configuration principle of Xilinx Spartan-6 FPGA is introduced. Then

according to the requirements of FPGA program and display parameter setting

the flash memory multi-region program and display parameter backup storage method are studied through the hardware design. Through the detailed programming of the FPGA MultiBoot configuration module

automatic call backup

automatic judgment

and hot restart of the program are realized. Finally

the generation method of the FPGA main and backup program firmware files is introduced. By simulating the FPGA program update error

it is verified that the system could call the ICAP setting register to trigger the IPROG command

and make sure the FPGA hot start to call the backup program to reconfigure. As a result

the stability and reliability of the LED control system updating and display parameter setting process are met by the practical application of FPGA MultiBoot configuration.

关键词

Keywords

references

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