[發明專利]一種基于FPGA的數據串行傳輸控制系統及方法

有效

• 申請號: 201811204038.5
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109446143B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 徐墨瀟;歐昌東
• 申請（專利權）人: 武漢精立電子技術有限公司
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42;G06F11/10
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

1.一種基于FPGA的數據串行傳輸控制系統，用于對FPGA的數據串行傳輸進行控制，其特征在于，所述控制系統包括依次連接的協議模塊、仲裁模塊和子功能模塊；其中，所述子功能模塊用于對數據串行傳輸控制系統進行數據傳輸功能配置，每個子功能模塊對應FPGA的一種數據傳輸任務；

所述仲裁模塊通過擴展接口與子功能模塊相連接，并根據仲裁協議的傳輸順序執行接入仲裁模塊的子功能模塊的輸出數據，或將從協議模塊接收到的輸入數據分發到對應的子功能模塊；具體地，在執行子功能模塊的數據輸出到外部時，確定每個子功能模塊的權重，按照權重執行多個子功能模塊的數據傳輸請求，確定多個子功能模塊的數據傳輸順序；

所述協議模塊為不同FPGA之間的數據傳輸提供統一的物理層數據傳輸協議，按照仲裁模塊的傳輸順序接收子功能模塊的輸出數據，并將其傳輸給相鄰FPGA單元，或接收來自相鄰FPGA單元的輸入數據并將其傳輸給仲裁模塊。

2.根據權利要求1所述的一種基于FPGA的數據串行傳輸控制系統，其中，所述控制系統還包括數據流控制模塊，所述數據流控制模塊協議模塊相連接，通過協議模塊上的數據接口對數據串行傳輸控制系統進行數據流控制，以保證數據發送端和接收端的數據流量平衡。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于FPGA的數據串行傳輸控制系統，其中，所述子功能模塊包括定時狀態收發模塊、寄存器配置收發模塊、圖像傳輸收發模塊中的一個或多個；

所述定時狀態收發模塊用于接收和/或發送FPGA的狀態寄存器；

所述寄存器配置收發模塊用于對FPGA內的狀態寄存器進行配置；

所述圖像傳輸收發模塊用于對數據進行傳輸，和/或對傳輸數據流進行參數配置。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于FPGA的數據串行傳輸控制系統，其中，所述子功能模塊發送的數據流位寬與協議模塊的數據流位寬相匹配。

5.根據權利要求1或2所述的一種基于FPGA的數據串行傳輸控制系統，其中，所述子功能模塊通過雙向接口與仲裁模塊相連接，從而既可以向仲裁模塊發送數據、也可以從仲裁模塊接收數據。

6.根據權利要求1或2所述的一種基于FPGA的數據串行傳輸控制系統，其中，所述仲裁模塊接收來自子功能模塊的輸出數據，并在每個子功能模塊的輸出數據上添加子模塊標記，然后通過協議模塊傳輸到相鄰FPGA單元；或接收來自協議模塊的輸入數據，對輸入數據的子模塊標記進行識別，然后將其分別傳輸至對應的子功能模塊中。

7.根據權利要求1或2所述的一種基于FPGA的數據串行傳輸控制系統，其中，每個FPGA通過數據串行傳輸控制系統對當前FPGA內的數據傳輸進行控制，相鄰FPGA單元通過數據串行傳輸控制系統進行連接。

8.一種基于權利要求1～7任一項所述的數據串行傳輸控制系統的數據串行傳輸控制方法，包括數據串行輸入和數據串行輸出，其特征在于，數據串行輸出過程如下，

S1根據數據串行傳輸控制需求選擇至少一個子功能模塊并對其進行參數配置，所述子功能模塊采用擴展接口與仲裁模塊相連接；

S2仲裁模塊根據仲裁協議順次接收子功能模塊的輸出數據，并在接收到的輸出數據上添加子模塊標記以對子功能模塊的類別進行識別；

S3將經過標記的輸出數據發送給協議模塊，通過協議模塊轉發到相鄰FPGA單元。

9.根據權利要求8所述的數據串行傳輸控制方法，其中，數據串行輸入過程如下，

S1’協議模塊接收相鄰FPGA單元的輸入數據并將其發送到仲裁模塊；

S2’仲裁模塊對輸入數據進行解析，獲取輸入數據的子模塊標記并對其進行識別；

S3’卸載輸入數據的子模塊標記，并將其發送到對應的子功能模塊。

10.根據權利要求8或9所述的數據串行傳輸控制方法，其中，所述仲裁模塊根據仲裁協議對子功能模塊的數據傳輸請求進行仲裁排序，按照仲裁排序進行數據傳輸，以保證多個數據傳輸請求的有序執行。