[發明專利]基于FPGA的LocalBus轉USB的系統及芯片

在審

• 申請號: 201611123546.1
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106598901A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 閆立國
• 申請（專利權）人: 邦彥技術股份有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F13/42
• 代理公司: 深圳市德錦知識產權代理有限公司44352
• 代理人: 丁敬偉

技術領域

本發明涉及信號轉換領域，尤其涉及一種基于FPGA的Local Bus轉USB的系統及芯片。

背景技術

隨著科技的發展，計算機的應用越來越廣泛。其中，由于FPGA是計算機的重要部件，對FPGA研究的關注度越來越高。基于FPGA的研究的一項重要的技術，是將信號FPGA自身的信號傳輸方式轉換為USB信號方式，以實現與外部設備進行高速通信。

目前應用較多的是通過ASIC芯片將FPGA的PCIE信號轉換為USB信號，但前提是FPGA具有PCIE總線接口。而當FPGA不具有PCIE總線接口時，需要通過復雜的設計才能完成信號的轉換。

發明內容

針對上述缺陷，本發明有必要提供一種基于FPGA的Local BUS轉USB的系統及芯片，簡單方便實現信號的轉換，安全性高，靈活性高，使用限制較少。

一種基于FPGA的Local Bus轉USB系統，包括：

FPGA模塊，用于與FPGA芯片通過Local Bus協議進行數據傳輸；

處理模塊，用于與所述FPGA模塊通過自定義數據傳輸協議進行數據傳輸；以及，

USB通信模塊，用于連接處理模塊與USB通信設備通過USB協議進行數據傳輸。

優選地，處理模塊包括：

查詢單元，用于查詢FPGA數據標志位及USB數據完成標志位；

處理單元，用于當查詢到FPGA數據標志位時，調用自定義數據傳輸協議讀取FPGA模塊的數據進行緩存，再通過USB通信模塊傳送至USB通信設備，并清除FPGA數據標志位；以及，當查詢到USB數據完成標志位時，調用自定義數據傳輸協議將緩存的USB通信模塊的數據傳送至FPGA模塊，再傳送至FPGA芯片，并清除USB數據完成標志位；以及，

緩存單元，用于緩存FPGA模塊的數據以及USB通信模塊的數據。

優選地，處理模塊還包括中斷單元，中斷單元包括：

中斷產生子單元，用于當FPGA模塊有數據待傳送時產生中斷；當USB通信模塊有數據待傳送時產生中斷；

判斷子單元，用于判斷中斷源；以及，

標志位置上子單元，用于當判斷為FPGA模塊有數據待傳送產生的中斷時，置上FPGA數據標志位；當判斷為USB通信模塊有數據待傳送產生的中斷時，緩存單元接收USB通信模塊的數據，置上USB數據完成標志位。

優選地，中斷單元還包括查找子單元，用于查找FPGA模塊及通信模塊是否有數據待傳送。

優選地，中斷產生子單元還用于當USB通信設備連接到USB通信模塊時產生中斷；處理模塊還包括配置單元，當判斷子單元判斷為USB通信設備連接到USB通信模塊產生的中斷時，配置單元配置USB通信設備。

優選地，配置單元配置USB通信設備包括復位USB總線并進行USB設備枚舉過程，以識別USB通信設備及安裝相應的驅動程序。

優選地，所述處理模塊還包括順序執行單元，用于復制由FPGA模塊存入緩存單元的數據，并傳送至USB通信模塊；及/或，接收由USB通信模塊傳送的數據并存入緩存單元。

優選地，所述FPGA模塊還能夠與其他類型芯片通過Local Bus協議進行數據傳輸。

一種芯片，芯片包括如上任意一項所述的基于FPGA的Local Bus轉USB系統，FPGA外設于芯片上，FPGA與外部的FPGA芯片或其他芯片通過Local Bus協議進行數據傳輸，芯片的處理器與FPGA通過自定義數據傳輸協議進行數據傳輸，再通過USB設備接口與外部通信設備進行傳輸。

優選地，芯片包括：

底層庫，為系統提供硬件平臺；

硬件抽象層，與底層庫連接，提供標準接口，硬件抽象層包括GPIO接口；

板層，通過調用硬件抽象層，提供通用的標準化功能組件，實現功能模塊驅動接口，為上層提供簡單清晰的統一調用接口，板層包括USB模塊及FPGA模塊；以及，應用層，通過調用板層的接口，提供基于板層開發的應用程序，實現芯片對Local Bus與USB的轉換。

優選地，芯片的型號為CME-M7；及/或，芯片處理器的型號為Cortex-M3。

本發明基于FPGA的Local Bus轉USB系統，設置FPGA模塊通過Local Bus協議與FPGA芯片進行數據傳輸，將傳輸的數據再通過USB通信模塊與USB通信設備通過USB協議進行傳輸，實現了Local Bus信號與USB信號的轉換，方便快捷，安全性及穩定性高。

附圖說明