[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

本發明涉及一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊及方法，發送端包括開關芯片，開關芯片通過USB總線連主機端，開關芯片通過USB總線連發送端轉換芯片，發送端轉換芯片通過并行總線連發送端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開關芯片，發送端FPGA模塊的高速通信接口通過高速串行總線連接發送端光模塊；接收端包括接收端轉換芯片，接收端轉換芯片通過USB總線連接USB設備，接收端轉換芯片通過并行總線連接接收端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接收端光模塊；發送端光模塊與接收端光模塊通過光纖連接。

技術領域

本發明屬于信號遠傳技術領域，涉及一種光遠傳控制模塊及方法，尤其是一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊及方法；以一根光纖為傳輸媒介完成USB信號的遠距離傳輸。

背景技術

USB作為一種計算機外圍通信標準接口，具有高帶寬、高可靠、可熱插拔、成本低等特點，因此被廣泛應用于計算機系統。

然而隨著現代計算控制系統的日益龐大，很多場合下，操作人員所在的控制臺與USB設備之間相隔較遠，USB信號需要經過較遠的傳輸才能在主機與USB設備之間進行交互。

而USB信號作為一種電信號，在經過遠距離傳輸后不可避免的會存在信號衰減、抖動變形等現象，嚴重影響信號質量，從而令USB信號的傳輸距離被限制在幾十米之內，即便附加信號中繼器，傳輸距離也不過幾百米。此為現有技術的不足之處。

因此，針對現有技術中的上述缺陷，提供設計一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊及方法；以解決現有技術中的上述缺陷，提供設計一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊及方法；是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術存在的缺陷，提供設計一種基于FPGA的USB信號光遠傳控制模塊及方法，以解決上述技術問題。

為實現上述目的，本發明給出以下技術方案：

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。

作為優選，發送端轉換芯片將USB協議轉換為ULPI協議；以實現通過光纖進行傳輸。

作為優選，接收端轉換芯片將ULPI協議轉換為USB協議；以實現與USB設備之間的數據傳輸。

作為優選，并行總線為8bit并行總線；實現發送端轉換芯片與發送端FPGA模塊的I/O接口信號處理單元之間的數據傳輸，實現接收端FPGA模塊的I/O接口信號處理單元與接收端轉換芯片之間的數據傳輸。

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。