一种FPGA可信配置方法及系统与流程

本发明属于fpga配置，特别涉及一种fpga可信配置方法及系统。

背景技术：

1、在嵌入式计算机领域，通常需要使用很多定制或不同种类的接口，单一的cpu(中央处理器)或mcu(微控制单元)往往无法全部提供，fpga作为可编程硬件，正好可以用来实现定制接口，同时还具有大量io，也很适合用于接口种类和数量的扩展，因此，cpu/mcu+fpga成为嵌入式计算机领域中的一种常见架构。在这种架构下，fpga会提供功能寄存器，而cpu/mcu通过配置这些功能寄存器实现对fpga的控制，从而达成相应的功能，所以，功能寄存器的配置事关产品的功能，因此，配置时确保正确，配置后能够及时检测到配置错误能够有效提高产品的故障应对能力。而目前fpga在主机进行参数配置后不进行参数校验，无法保证主机下发参数的正确性；用户进行参数配置时若出现误配置，不会进行问题反馈；工作环境下寄存器受不可控因素影响发生单bit或多bit翻转。

技术实现思路

1、本发明提供一种fpga可信配置方法及系统，以克服现有无法保证主机下发参数的正确性；用户进行参数配置时若出现误配置，不会进行问题反馈；工作环境下寄存器受不可控因素影响发生单bit或多bit翻转的问题。

2、一种fpga可信配置系统，包括主机接口单元、配置寄存器组、配置存储单元、配置单元、计算单元和可信芯片接口单元；

3、其中，主机接口单元用于主机和fpga间的数据通信；

4、配置寄存器组包括配置使能寄存器和配置状态寄存器；

5、配置使能寄存器由主机写有效，当主机确认写入配置存储单元的数据完全正确后，写配置使能寄存器启动配置单元更新配置，同时启动计算单元运算；

6、配置状态寄存器使用bit0～1表示配置数据是否正确，主机只读；

7、配置存储单元用于存储主机下发的配置数据，使用fpga内的ram实现；

8、配置单元将配置数据写入fpga内部的功能寄存器；

9、计算单元用于对数据进行计算；

10、可信芯片接口单元提供与可信芯片连接的接口。

11、优选的，计算单元对数据进行计算具体过程为：

12、当主机启动配置时，对配置存储单元中的数据进行运算，将计算结果送入可信芯片进行再计算，并将最终结果存储在可信芯片内部；

13、主机配置完成后，周期性的对被配置的fpga内部的功能寄存器的值进行运算，将计算结果送入可信芯片进行再计算，并判断计算结果和存储在可信芯片内部的计算结果是否一致；

14、若一致则功能寄存器的值正确，若不一致则功能寄存器的值不正确，更新配置状态寄存器的值。

15、优选的，主机读取配置存储单元中的数据，判断读取的数据是否为主机配置的，如果两者一致，则主机认为配置数据是正确的。

16、优选的，可信芯片接口单元提供与可信芯片连接的接口。

17、一种fpga可信配置方法，包括以下步骤：

18、s1，主机将配置数据写入配置存储单元；

19、s2，主机回读配置存储单元中的数据；

20、s3，主机根据读取得到的配置存储单元中的数据，确认配置数据是否正确，若正确，则执行s4，否则，跳回s1；

21、s4，主机写配置使能寄存器；

22、s5，fpga更新配置状态寄存器的值为1，并同时启动配置单元和计算单元；

23、s6，计算完成后，将计算结果送入可信芯片进行再计算，并将再计算结果储存在可信芯片中；

24、s7，更新配置状态寄存器的值为2；

25、s8，计算单元周期性的启动，对内部功能寄存器进行计算；

26、s9，计算完成后，将计算结果送入可信芯片进行再计算，并获取计算结果和可信芯片中存储的结算结果；

27、s10，比较两个计算结果，若相等，则执行s8，若不相等，则执行s11；

28、s11，更新配置状态寄存器的值为3，停止自检测。

29、优选的，主机读取配置存储单元中的数据，判断读取的数据是否为主机配置的，如果两者一致，则主机认为配置数据是正确的。。

30、优选的，配置单元将配置数据写入对应的内部功能寄存器，计算单元对配置数据进行计算。

31、优选的，主机读取配置存储单元中的数据，判断读取的数据是否为主机配置的，如果两者一致，则主机认为配置数据是正确的。

32、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述fpga可信配置方法的步骤。

33、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述fpga可信配置方法的步骤。

34、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

35、本发明提供一种fpga可信配置系统，主机接口单元用于主机和fpga间的数据通信；配置寄存器组包括配置使能寄存器和配置状态寄存器；配置使能寄存器由主机写有效，当主机确认写入配置存储单元的数据完全正确后，写配置使能寄存器启动配置单元更新配置，同时启动计算单元运算；配置状态寄存器使用bit0～1表示配置数据是否正确，主机只读；配置存储单元用于存储主机下发的配置数据，使用fpga内的ram实现；配置单元将配置数据写入fpga内部的功能寄存器；计算单元用于对数据进行计算；可信芯片接口单元提供与可信芯片连接的接口，本发明通过配置回读功能，确保主机配置整正确；利用可信校验功能，防止用户误配置；通过自校验和纠错功能，确保fpga运行时参错的正确性。

技术特征：

1.一种fpga可信配置系统，其特征在于，包括主机接口单元、配置寄存器组、配置存储单元、配置单元、计算单元和可信芯片接口单元；

2.根据权利要求1所述的一种fpga可信配置系统，其特征在于，计算单元对数据进行计算具体过程为：

3.根据权利要求1所述的一种fpga可信配置系统，其特征在于，主机读取配置存储单元中的数据，并判断读取的数据是否为主机配置的，如果两者一致，则主机认为配置数据是正确的。

4.根据权利要求1所述的一种fpga可信配置系统，其特征在于，可信芯片接口单元提供与可信芯片连接的接口。

5.一种fpga可信配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种fpga可信配置方法，其特征在于，主机读取配置存储单元中的数据，判断读取的数据是否为主机配置的，如果两者一致，则主机认为配置数据是正确的。

7.根据权利要求5所述的一种fpga可信配置方法，其特征在于，配置单元将配置数据写入对应的内部功能寄存器，计算单元对配置数据进行计算。

8.根据权利要求5所述的一种fpga可信配置方法，其特征在于，主机读取配置存储单元中的数据，判断读取的数据是否为主机配置的，如果两者一致，则主机认为配置数据是正确的。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求5至8任一项所述fpga可信配置方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5至8任一项所述fpga可信配置方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种FPGA可信配置系统，主机接口单元用于主机和FPGA间的数据通信；配置寄存器组包括配置使能寄存器和配置状态寄存器；配置使能寄存器由主机写有效，当主机确认写入配置存储单元的数据完全正确后，写配置使能寄存器启动配置单元更新配置，同时启动计算单元运算；配置状态寄存器使用bit0～1表示配置数据是否正确，主机只读；配置存储单元用于存储主机下发的配置数据，使用FPGA内的RAM实现；配置单元将配置数据写入FPGA内部的功能寄存器；计算单元用于对数据进行计算；可信芯片接口单元提供与可信芯片连接的接口，本发明通过配置回读功能，确保主机配置整正确；利用可信校验功能，防止用户误配置；通过自校验和纠错功能，确保FPGA运行时参错的正确性。

技术研发人员：王宾,管磊,高少华,雷超,李卓,潘乐,杨柳,邱起瑞,王珩,曹华松,李家港,袁哲
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15