基于FPGA的动态部分可重构智能I/O接口设计与实现

摘要

由ASIC芯片实现的总线接口中,存在装备计算机配置冗杂、软硬件升级不灵活、芯片垄断和停产、体积功耗瓶颈日趋明显等问题.为此,基于Xilinx公司的ZYNQ-7000系列现场可编程门阵列,设计部分可重构的智能I/O接口.采用可编程片上系统技术,基于Vivado2014.4和PetaLinux开发环境和开发工具,以RS232,RS422,CAN总线接口为例,通过TCP/IP网络数据包切换总线接口配置指令,动态切换对应的局部比特流文件,以按需通信方式实现各接口的实际配置.仿真实验结果表明,部分可重构技术与片上系统技术的结合使得产品设计流程更加灵活,可降低产品对硬件的依赖度和更新换代的成本,减小资源和功耗的消耗,在一定程度上提升产品的安全性及可靠性.