XIo_Out32(XPAR_PRR_IF_0_DCR_BASEADDR，0x00000000)；
　　//Disable Bus Macro
　　XIo_Out32(XPAR_PRR_IF_0_DCR_BASEADDR，0x00000001)；
　　//Enable Bus Macro
　　用戶模塊的動(dòng)態(tài)加載是在應(yīng)用程序控制下通過(guò)內(nèi)部配置存取端口（ICAP）實(shí)現(xiàn)的。ICAP是FPGA內(nèi)嵌的固有電路，支持嵌入式處理器在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)讀寫FPGA配置存儲(chǔ)器。本系統(tǒng)將ICAP作為一個(gè)字符設(shè)備集成到μClinux內(nèi)核中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序按照標(biāo)準(zhǔn)的Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序架構(gòu)，內(nèi)核接口在adapter.c中定義，實(shí)現(xiàn)了以下系統(tǒng)調(diào)用：
　　· open()：在內(nèi)核中為此設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)；
　　· close()：釋放此設(shè)備在內(nèi)核中的節(jié)點(diǎn)；
　　· read()：從ICAP讀取若干個(gè)字節(jié)到用戶內(nèi)存緩沖區(qū)；
　　· write()：把用戶緩沖區(qū)內(nèi)的若干個(gè)字節(jié)寫回到ICAP；
　　· ioctl()：處理控制命令字；
　　以write函數(shù)為例，其接口函數(shù)的部分C程序如下：
　　while(write_count)
　　{
　　?　　int word_count=0；
　　?　　size_t left；
?　　　　left=min(write_count，(size_t)XHI_MAX_BUFFER_BYTES)；
?　　　　while(left)? //逐字寫入ICAP模塊的緩沖區(qū)
?　　　　{
??　　　　　unsigned long tmp；
??　　　　　copy_from_user(&tmp，user_buf，4)；
??　　　　　XHwIcap_StorageBufferWrite(&(inst->HwIcap)，
　　???????????????????????? word_count++，tmp)；
??　　　　　user_buf+=4；
??　　　　　left-=4；
?　　　　}
?　　　　status=XHwIcap_DeviceWrite(&(inst->HwIcap)，0，
　　??????????????????? word_count)；//整體寫入配置存儲(chǔ)器
?　　　　write_count-=word_count*4；
　　}
　　重構(gòu)過(guò)程由應(yīng)用程序reconf控制。首先解析比特流首部以獲取首部字節(jié)數(shù)、配置數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)等信息，然后提取配置數(shù)據(jù)依次送至ICAP設(shè)備。配置數(shù)據(jù)的前44個(gè)字節(jié)是ICAP設(shè)備的控制命令字，使ICAP工作在寫時(shí)序下，并記錄可重構(gòu)區(qū)域在配置寄存器中的起始幀地址及長(zhǎng)度；此后是配置數(shù)據(jù)幀序列，每?jī)蓭渲脭?shù)據(jù)之間有一個(gè)間隔（Pad）幀；最后8個(gè)字節(jié)則是可重構(gòu)區(qū)域重新工作的命令字，標(biāo)志著重構(gòu)過(guò)程完成[11]。應(yīng)用程序的部分C代碼如下：/*Read the bitstream header*/
　　bit_header=XHwIcap_ReadHeader(fbuffer)；//解析比特流首部　
　　……
　　/*Read the header (effectively skipping it)*/
　　numCharsRead=fread(fbuffer，sizeof(char)，bit_header.Header-Length，stream)；
　　/*Loop through all bitstream data and write to ICAP*/
　　for(i=0；i　　{
　　　　numCharsRead=fread(fbuffer，sizeof(char)，F(xiàn)ILE_BUF_SIZE，
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　stream)；
?　　　 numCharsWrite=write(fd，fbuffer，numCharsRead)；
　　}
　　本文用超級(jí)終端作為μClinux的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出環(huán)境，采用一個(gè)乘法器模塊（mult.bit）和一個(gè)加法器模塊（adder.bit）驗(yàn)證系統(tǒng)功能，根據(jù)提示輸入兩個(gè)操作數(shù)（如9和6）。系統(tǒng)初始狀態(tài)為加法器，第一次重構(gòu)加載乘法器，第二次重構(gòu)加載加法器，每次加載完成后系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用硬核模塊，并回顯計(jì)算結(jié)果至超級(jí)終端。經(jīng)驗(yàn)證，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)硬核的動(dòng)態(tài)加載，步驟如下：
　　(1)系統(tǒng)上電，自動(dòng)加載μClinux；
　　(2)使用ping命令確認(rèn)客戶端和服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)連接正常；
　　(3)使用wget命令下載硬核模塊至本地文件系統(tǒng)；
　　(4)使用reconf程序動(dòng)態(tài)加載重構(gòu)比特流。
3 HCRP協(xié)議規(guī)范
　　互聯(lián)網(wǎng)的基本協(xié)議是TCP/IP協(xié)議。HTTP是建立在TCP/IP協(xié)議之上的一個(gè)面向?qū)ο蟮膽?yīng)用層協(xié)議，支持在統(tǒng)一的網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)界面下，采用不同的協(xié)議訪問(wèn)不同的服務(wù)，如廣泛采用的FTP、SMTP等應(yīng)用層協(xié)議。為了利用HTTP網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)提供較好的用戶操作性，本文定義HCRP為一個(gè)基于TCP/IP協(xié)議的用戶層協(xié)議，并使其與HTTP兼容。
　　HCRP采用客戶/服務(wù)器模式，通過(guò)請(qǐng)求/響應(yīng)范式建立連接，每次連接只處理一個(gè)請(qǐng)求，協(xié)議對(duì)前一連接的處理沒(méi)有記憶能力。服務(wù)器將全部硬核模塊按照其適用的FPGA芯片型號(hào)建立索引，客戶端和服務(wù)器建立連接后，根據(jù)自己的芯片型號(hào)（如XC2VP30）向服務(wù)器發(fā)出查詢命令。服務(wù)器則將適用于此芯片的全部硬核模塊列表通過(guò)同一連接返回至客戶端?？蛻舳嗽诒镜匚募到y(tǒng)瀏覽列表并選擇所需硬核模塊，重新與服務(wù)器建立連接，采用二進(jìn)制傳輸模式下載至本地文件系統(tǒng)。
　　為避免重構(gòu)比特流在傳輸過(guò)程中丟失或被篡改，可以采用加密傳輸方式，并在客戶端增加校驗(yàn)，相應(yīng)的解密和MD5工具可以很方便地被集成到嵌入式系統(tǒng)中。本系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單地解析重構(gòu)比特流首部，獲取首部和配置數(shù)據(jù)的字節(jié)長(zhǎng)度，進(jìn)行文件完整性校驗(yàn)。為避免局部重構(gòu)破壞系統(tǒng)靜態(tài)區(qū)域的功能，本系統(tǒng)在修改配置存儲(chǔ)器之前預(yù)先解析重構(gòu)比特流首部后的44個(gè)字節(jié)，獲取將要被修改的幀地址，驗(yàn)證是否與可重構(gòu)區(qū)域范圍匹配，以確保重構(gòu)過(guò)程的安全。
　　隨著半導(dǎo)體工藝和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，F(xiàn)PGA的價(jià)格和功耗問(wèn)題將在很大程度上得到解決。與ASIC相比，F(xiàn)PGA的開發(fā)周期很短，更加適應(yīng)快速變化的市場(chǎng)需求?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在手持、移動(dòng)和便攜式消費(fèi)電子領(lǐng)域，基于FPGA單芯片的解決方案將逐漸普及。HCRP協(xié)議能夠充分利用FPGA的靈活性，為此類設(shè)備提供強(qiáng)有力的支持。此外，硬件設(shè)備廠商可以利用HCRP為客戶提供遠(yuǎn)程功能定制、故障修復(fù)和設(shè)備升級(jí)服務(wù)。
　　本文提出了一種互聯(lián)網(wǎng)可下載硬件的實(shí)現(xiàn)方式，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于FPGA的片上系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程獲取硬核模塊并動(dòng)態(tài)加載。系統(tǒng)定義了HCRP協(xié)議的基本框架，解決了實(shí)現(xiàn)HCRP協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。但作為一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，HCRP協(xié)議仍需進(jìn)一步細(xì)化，例如其通信端口的設(shè)定、請(qǐng)求消息和相應(yīng)消息的格式等。而FPGA的型號(hào)和封裝繁多，HCRP服務(wù)器需要一個(gè)高效的分類和索引算法，這些問(wèn)題還有待進(jìn)一步探討。

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