[發明專利]一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊及方法

在審

• 申請號: 201810595643.3
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN109062837A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 耿士華;王培培;李凱一;姚春強
• 申請（專利權）人: 山東超越數控電子股份有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F13/42;H04B10/40
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 韓洪淼

1.一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊，它包括發送端和接收端，其特征在于，所述發送端包括開關芯片，開關芯片的第一端通過USB總線連接到主機端，開關芯片的第二端通過USB總線連接到發送端轉換芯片的第一端，發送端轉換芯片的第二端通過并行總線連接到發送端FPGA模塊的I/O接口信號處理單元，發送端FPGA模塊的I/O接口信號處理單元還連接到開關芯片的第三端，發送端FPGA模塊的高速通信接口通過高速串行總線連接到發送端光模塊；

所述接收端包括接收端轉換芯片，接收端轉換芯片的第一端通過USB總線連接到USB設備，接收端轉換芯片的第二端通過并行總線連接到接收端FPGA模塊的I/O接口信號處理單元，接收端FPGA模塊的高速通信接口通過高速串行總線連接到接收端光模塊；

發送端光模塊與接收端光模塊之間通過光纖連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊，其特征在于，發送端轉換芯片將USB協議轉換為ULPI協議。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊，其特征在于，接收端轉換芯片將ULPI協議轉換為USB協議。

4.根據權利要求3所述的一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊，其特征在于，并行總線為8bit并行總線。

5.一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：識別USB設備；USB設備識別過程由接收端與發送端分別完成；首先接收端完成對USB設備的識別，將識別到的USB設備類型打包發送至發送端，發送端與主機通信，完成USB設備的識別過程；

步驟2：為USB設備枚舉并實現數據傳輸。

6.根據權利要求5所述的一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制方法，其特征在于，所述步驟1包括以下步驟：

步驟1.0、USB設備插入接收端，開始設備識別過程；

步驟1.1、接收端FPGA模塊檢測電平變化，初步確定USB設備速度類型；

步驟1.2、接收端FPGA模塊發起速度識別握手操作，與USB設備進行通信，確定USB設備速度類型；

步驟1.3、接收端FPGA模塊將USB設備插入信息及速度類型信息打包；

步驟1.4、接收端FPGA模塊將信息包以高速串行信號的形式發送至接收端光模塊，由接收端光模塊轉換為光信號發送至發送端；

步驟1.5、發送端FPGA模塊接收由發送端光模塊接收并轉換的高速串行信號，將該信息包解析，確定接收端插入的USB設備并置位相應信號線；

步驟1.6、發送端FPGA模塊打開開關芯片，使主機接收到USB信號線電平變化；

步驟1.7、發送端FPGA模塊響應主機發出的速度識別握手通信，通知主機所插入的USB設備的速度類型；

步驟1.8、配置發送端的電阻，模擬相應USB設備；

步驟1.9、結束USB設備識別過程，準備進入設備枚舉及數據傳輸階段。