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基于U盘和单片机的FPGA安全配置的设计与实现
资料介绍
现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Array)在工业领域已被广泛应用，电子通信产品中越来越多地选用了可编程芯片FPGA。FPGA是基于门阵列方式为用户提供可编程资源的，其内部逻辑结构的形成是由配置数据决定的。这些配置数据采用在线可重配置方式 ICR(In-Circuit Reconfigurability)配置到FPGA内部的SRAM中，但由于SRAM的易失性，再次上电时，又要对FPGA进行重新配置，才能实现用户编程所要实现的功能。
以前的FPGA系统设计，都是将配置数据存放在 FPGA嵌入的系统硬件上，如专用配置器件里。本文首次提出将配置数据存放在使用者携带的外部存储器如 U盘中，使用前将存放配置数据的外部存储器接入FPGA组成的系统，系统上电时由单片机控制读出配置数据，再传送给FPGA进行配置。这样做有很多的优点：修改升级方便容易；现场安全保密性强；可以多人分时使用同一FPGA硬件系统，同一硬件系统插入不同的配置 U盘就可以实现不同的功能；还可以方便和经济地存储大容量配置数据或多个配置数据文件等，同时也符合计算机和嵌入式系统的热点USB OTG技术趋势。
本项目研制中，首先研究将配置数据存放在 U盘中，然后再使用单片机控制对FPGA进行配置。本文首先介绍了FPGA的结构和工作原理，详细的配置的方式、配置文件和配置过程，说明了单片机配置FPGA的优点，并创新地提出了配置数据存放在U盘的思想；然后介绍了单片机控制读写USB设备如U盘的硬件和软件设计，最后实现了配置数据存放在U盘中的采用单片机控制对FPGA进行配置，整个项目研制达到了研制要求和预期的效果，具有重要实用价值。
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