基于U盤(pán)和單片機(jī)的FPGA安全配置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(Field Programmable Gate Array)在工業(yè)領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用，電子通信產(chǎn)品中越來(lái)越多地選用了可編程芯片F(xiàn)PGA。FPGA是基于門(mén)陣列方式為用戶提供可編程資源的，其內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)的形成是由配置數(shù)據(jù)決定的。這些配置數(shù)據(jù)采用在線可重配置方式 ICR(In-Circuit Reconfigurability)配置到FPGA內(nèi)部的SRAM中，但由于SRAM的易失性，再次上電時(shí)，又要對(duì)FPGA進(jìn)行重新配

2、置，才能實(shí)現(xiàn)用戶編程所要實(shí)現(xiàn)的功能。
　　以前的FPGA系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都是將配置數(shù)據(jù)存放在 FPGA嵌入的系統(tǒng)硬件上，如專(zhuān)用配置器件里。本文首次提出將配置數(shù)據(jù)存放在使用者攜帶的外部存儲(chǔ)器如 U盤(pán)中，使用前將存放配置數(shù)據(jù)的外部存儲(chǔ)器接入FPGA組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)上電時(shí)由單片機(jī)控制讀出配置數(shù)據(jù)，再傳送給FPGA進(jìn)行配置。這樣做有很多的優(yōu)點(diǎn)：修改升級(jí)方便容易；現(xiàn)場(chǎng)安全保密性強(qiáng)；可以多人分時(shí)使用同一FPGA硬件系統(tǒng)，同一硬件系統(tǒng)插入不同的配置

3、U盤(pán)就可以實(shí)現(xiàn)不同的功能；還可以方便和經(jīng)濟(jì)地存儲(chǔ)大容量配置數(shù)據(jù)或多個(gè)配置數(shù)據(jù)文件等，同時(shí)也符合計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的熱點(diǎn)USB OTG技術(shù)趨勢(shì)。
　　本項(xiàng)目研制中，首先研究將配置數(shù)據(jù)存放在 U盤(pán)中，然后再使用單片機(jī)控制對(duì)FPGA進(jìn)行配置。本文首先介紹了FPGA的結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細(xì)的配置的方式、配置文件和配置過(guò)程，說(shuō)明了單片機(jī)配置FPGA的優(yōu)點(diǎn)，并創(chuàng)新地提出了配置數(shù)據(jù)存放在U盤(pán)的思想；然后介紹了單片機(jī)控制讀寫(xiě)USB設(shè)備如U盤(pán)的硬件和