CN1391695A - 现场可编程门阵列硬盘*** - Google Patents
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Abstract
FPGA/HDD组件是一个将FPGA与HDD组件集成在一起独立的组件,采用HDD存储在线编程FPGA的数据,并在HDD中的嵌入式控制器的控制下修改FPGA以与任意选择的接口协作。在线编程的数据直接存储在HDD所选择的分区上,以留下足够多的空间来满足其它传统存储于HDD的数据需要。一旦接受到识别总线而该总线是要与任意选择的操作接口的命令之后,控制器就寻址专用在线数据和寻址输入FPGA的适用的软核。
Description
与本申请相关的交叉参考
本申请基于和主张1999年9月20日申请的、临时申请序列号为No.60/154,881、由William S.Herz所发明的题为“现场可编程门阵列硬盘***”的专利申请。该临时申请的专利将通过引用加入到本发明。
技术领域
本发明主要涉及到与硬盘驱动器器相结合的存储***,更确切地说,涉及到提供各种对硬盘驱动器充分可配置的接口或适用于硬盘驱动器的处理器的***。
背景技术
目前的技术状况已允许对现场可编程门阵列(FPGA)进行在线编程。一般来说,编程的数据驻留在存储器中或通过计算机主机传送到FPGA中。最终,这些数据都保存在一些存储器件(通过计算机能存取的RAM,ROM,或硬盘)中。这些数据用于对FPGA的编程,以完成FPGA的指定功能。由于在将数据输入到FPGA时受到存储器容量和CPU负载能力的限制,因此对接口数目存在着事实上的限制。
这类限制对诸如数据交换装置的器件来说是特别重要,该数据交换装置已在本申请所参考的相关申请中披露。在该申请中披露了数据交换装置,它特别适用于便携存储从一些源中输入的数据码流,这些源包括电视信号,SPDIF格式数据,以及在诸如USB总线或ATA总线或1394总线等总线上接受到的信息。这些信息源都要求它具有各自的接口,因此使得必须包含的芯片数目倍增,也增加了功能硅片的数量,也因此而增加了这类多接口产品的成本。
发明内容
本发明的一个目的是提供一个能与多种接口相兼容单个组件。
更确切地说,在本发明中,采用一个或多个FPGA芯片来替代一些接口芯片。
更确切地说,在本发明中,PFGA具有存储在相关硬盘中编程信息的特性。
更确切地说,本发明具有将FPGA与存储着相关在线编程数据的硬盘组件集成一体的特性。
还有一个特性是FPGA与硬盘组件集成一体,而编程可由在硬盘组件中的嵌入式控制器来修改。
总之,FPGA/HDD组件是一个通过将FPGA与HDD组件集成一体的独立组件,它采用HDD来存储对FPGA在线编程的数据,并在HDD嵌入式控制器的控制下通过任意选择接口的操作实现对FPGA的修改。这就呈现出了本发明的优点,在线编程数据直接存储在HDD所选择的部分,留下足够多的空间以满足传统存储在HDD中的其它数据的需要。一旦接受到识别总线(这总线将是任意选择操作中的接口)的命令之后,控制器将寻找专用的在线数据和寻找输入到FPGA的适用软核的地址。
对参照以下附图来研究本披露的专业人士来说,本发明的其它性能和优点将变得更加清晰。
附图说明
图1是本发明的基本原理的方框示意图;以及,
图2是一个显示本发明使用的底板级多接口产品的方框图。
具体实施方式
以下的描述讨论了一个将现场可编程门阵列(FPGA)与硬盘驱动器组件(HDD)相组合的***,以便于提供各种与硬盘驱动器充分可配置的接口或适用于硬盘的处理器。然而,应该认识到:本发明的性能和优点并不局限于这里所讨论的指定的方框图。所呈现出的性能可以应用于任何数目的接口或处理器,另外,FPGA的数据能存储于任意容量硬盘驱动器的分区段中。
参照图1,实现本发明的基本元件包括硬盘驱动器组件100,它包括了嵌入式控制器102以及最好还能包括一个嵌入的FPGA104或紧密相连的FPGA104。众所周知,在FPGA的技术领域中,该器件104的功能可以根据下载到FPGA的数据一次次修改,而下载的数据对FPGA的软核指定特殊的功能。例如,在该器件需要采用多种接口(例如,ATA接口,1394接口,或USB接口)的场合,FPGA104能够在任意给定的时间根据通过控制器102下载的数据采用所需要的信号处理结构和功能。根据本发明,在已经定义了所要求的接口之后,这数据可以存储在HDD100的各个部分区域中。在FPGA使用中的任意时间中,可以根据某些外部控制信号、时间函数或其它,使得FPGA向整个***10提供特殊的接口功能,结合在板上的控制器使得硬盘驱动器将硬盘驱动器的FPGA数据分区110中的数据下载到FPGA104。一旦FPGA数据下载了,FPGA就作为一个特殊的可编程器件使用。
于是,根据本发明,上述所指定的或没有特别指定的任意可编程接口都能有效地满足用户的需要。软核的数据也可以时分多路复用装载,或者在接受来自指定外部主机的单个外部信号的控制下在没有其它主机的干预和装载下进行擦除。通过与HDD组件的组合,这就明显地降低了制造的成本以及消除了原先需要实现各个所需接口而需要的功能硅片。
采用多种接口的底板级***的例子是图2所示采用存储器件的数据交换装置,它是本领域技术熟练人士能够较好实现且有利于结合本发明的。
数据交换装置(shuttle)接受来自多种源的数字信息的连续码流并通过所结合的各种接口将码流传送到数据传送装置以及通过总线将码流传送到硬盘驱动器。在该图中,来自各种器件或数据源的输入显示在左边,同样还有到潜在目的的输出。如果接受的信号是模拟格式的,则如例子所示在左上部分进行数字化,在这里将复合的电视视频信号700和相关音频信号702施加到适合的A到D模拟数字转换器704和706并随后通过总线传送MPREG-2编码器710。MPREG-2编码器710的输出又通过数据打包器712传输到硬盘处理器714,硬盘处理器具有适当的文件管理,总线仲裁,内容管理和码流管理功能,以便于数据能存储在局部硬盘驱动器720。这样,任意所要求的视频输入码流都能够转换,数字化,处理以及有选择性地存取在数据交换装置中。MPEG编码器和解码器可以体现FPGA,FPGA能在板上微处理器270的控制下采用存储在本地HDD220上的数据进行再编程。这样,就能减少实际使用编码器/解码器芯片的数目。
交换装置也能通过总线与较大硬盘驱动器相连接,该硬盘驱动器可以嵌套或设置在交换装置的嵌入或存放器件760中。随后,硬盘处理器714再将局部硬盘驱动器存储的数字数据通过ATA总线传输到嵌入硬盘驱动器740,该驱动器能具有较大的容量。这样,数据交换装置能够通过所示的各种接口从一个装置向另一个装置传输数据,或从一个或几个源中存储输入的数据。
数据交换装置在自身的本地处理器770的控制下进行操作,并包括电源部分和监视器772和控制着780-784。
在其它接口中,数据交换装置也包括了能操作SPDIF格式的输入/输出总线720。这一输入/输出总线720能直接对数据打包器712进行运行并随后通过总线运行硬盘处理器714。另一个用于接受数字音频的SPDIF输入是对MPEG-2编码器71 0的输入;MPEG-2编码器710的输出也传输到硬盘处理器714以存储在本地硬盘720或嵌套硬盘740。数字音频源722也可以施加到MP3编码器724,MP3编码器724的输出直接连接到数据打包器712,并随后至硬盘控制器714,所以任意SPDIF格式的数据都能存储以及有选择地存取。
也提供包括USB总线730,1394总线732,和ATA总线734的多种双向总线。USB总线730可以提供双向的连接,例如,连接MP3播放机,数码摄像机,或PC。通过USB PHY 740,和数据打包器742,任意这类器件都能用它们的输入和输出直接与数据打包器712相耦合,并随后通过处理714传输到硬盘驱动器720。采用相类似的方式,1394总线732能够连接数码视频摄像机或PC或数码VCR,并通过适当的PHY 744和数据打包器746与数据打包器712和硬盘处理器714相连接。最后,ATA总线734能将Flash(闪速)存储器或其它数据存储器件直接与硬盘处理器714相连接,随后连接硬盘驱动器720。
在输出方面,即使通过MP3编码器724将SPDIF输入722传输到存储器,MP3解码器750所提供的输出可以耦合到SPDIF输出总线752或另外通过音频处理器754到调制放大器756。于是提供了几种不同输出路径,包括RF调制器AV758,立体声输出760和音频输出762。音频输出更多的是采用电视输出764,它是通过数字视频编码器766和MPEG-2解码器768以及通过调制放大器。MPEG-2解码器接受来自解包器712和硬盘处理器714的视频信息,应该注意的是,硬盘处理器能够有选择地存取在本地硬盘720中的任意文件。所有的这些功能都是在CPU770的控制下进行,在本例中CPU是Motorola 823E并由电源772和监视器支持。
功能是可以选择的,输入和输出的源和目的都可以采用IR(红外)控制器780来识别,并且所选择的功能可显示在交换装置的面板的LCD显示屏上。通过结合在交换装置中的控制I/O 784和通过总线786来控制CPU770的功能都能支持上述功能。
类似于上述所讨论的,在各个包括打包器/解包器的总线上都可以采用FPGA。当选定了总线之后,微处理器能够从硬盘驱动器上下载必要的数据对FPGA编程,使其作为所需的打包器/解包器来使用。
这样,处理器板实际上是简化了,没有额外的负担被加到主机上,因为板上处理器有时间从板上硬盘下载核数据,而不会与它的存储控制功能发生冲突。
对研究过所披露的上述发明的业内专业人士来说,本发明的其它应用,性能和优点都会变得更加清晰。因此,本发明的精神只受以下权利要求的限制。
Claims (6)
1.在一个包括现场可编程门阵列(FPGA)与硬盘驱动器组件集成的***中,硬盘驱动器组件进一步包括集成的微处理器,和存储数据的硬盘驱动器,所存储的数据用于配置现场可编程门阵列以在板上处理器的控制下而不用***主机的干涉下完成多个不同的功能。
2.如权利要求1所述的***,其特征在于:它包括了多种接口,各个接口通过编码器或解码器与硬盘驱动器相连接,一个或多个编码器或解码器可以由单片FPGA来实现,该FPGA可由存储于硬盘驱动器中的数据进行再编程以作为不同的接口工作。
3.如权利要求1所述的***,其特征在于包括多种接口,各个接口通过打包器或解包器与硬盘驱动器相连接,一个或多个打包器或解包器可以由单片FPGA来实现,该FPGA可采用存储于硬盘驱动器中的数据进行编程以选择多种接口中的一个接口工作。
4.如权利要求3所述的***,其特征在于包括硬盘控制器,该硬盘控制器用于在硬盘驱动器可确认的部分存储多个用于FPGA编程的数据集,并在响应板上处理器的命令后根据所选择的向***发送数据或从***接受数据的接口从上述数据集中选择一个数据集来编程FPGA。
5.在一个包括现场可编程门阵列(FPGA)与硬盘驱动器组件集成的***中,硬盘驱动器组件进一步包括集成的微处理器,和存储数据的硬盘驱动器,所存储的数据用于配置现场可编程门阵列以能在板上处理器的控制下而不用***主机的干涉下完成多个不同的功能;其方法包括:将用于现场可编程门阵列编程的多个数据集存储在硬盘驱动器的分区中,识别一个所选择的向***发送数据或从***接受数据的接口,并在板上处理器的控制下根据所选择接口的识别采用硬盘驱动器中的一个数据集来编程FPGA。
6.在一个包括现场可编程门阵列(FPGA)与硬盘驱动器组件集成的***中,硬盘驱动器组件进一步包括集成的微处理器,和存储数据的硬盘驱动器,所存储的数据用于配置现场可编程门阵列以能在板上控制器的控制下而不用***主机的干涉下完成多个不同的功能;其装置包括:将用于现场可编程门阵列编程的多个数据集存储在硬盘的分区中,以及,在板上处理器的控制下根据所选择接口的标识采用硬盘驱动器中的一个数据集来编程FPGA。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |