[发明专利]实现PCIe接口转CF卡接口的FPGA芯片及方法

权利要求书

1.一种实现PCIe接口转CF卡接口的FPGA芯片，分别连接CPU和CF卡，其特征在于，包括：

PCIe IP核模块，用于向CPU提供标准PCIe接口；

适配模块，用于PCIe IP核模块的接口总线到本地总线的适配；

直接内存访问模块，与PCIe IP核模块连接，用于发起CF卡与CPU之间的数据传输；

CF卡接口协议模块，与直接内存访问模块连接，用于向CF卡提供满足并行硬盘接口技术的接口；

控制寄存器，通过适配模块挂接在PCIe基地址空间下，用于控制直接内存访问模块和CF卡接口协议模块。

2.如权利要求1所述实现PCIe接口转CF卡接口的FPGA芯片，其特征在于：所述PCIe IP核模块的接口总线为Avalon总线或AXI总线。

3.如权利要求1所述实现PCIe接口转CF卡接口的FPGA芯片，其特征在于：所述控制寄存器包括控制直接内存访问模块的直接内存访问控制器，以及控制CF卡接口协议模块的CF卡控制器。

4.如权利要求3所述实现PCIe接口转CF卡接口的FPGA芯片，其特征在于：所述直接内存访问模块包括发送方向控制器、接收方向控制器和先入先出队列模块，发送方向控制器用于控制直接内存访问模块由PCIe IP核模块读取需要写入CF卡的数据，接收方向控制器用于控制直接内存访问模块，读取CF卡接口协议模块从CF卡中读取的数据，先入先出队列模块包括两个先入先出队列，分别用于存储所述需要写入CF卡的数据和所述从CF卡中读取的数据。

5.如权利要求4所述实现PCIe接口转CF卡接口的FPGA芯片，其特征在于：在用于存储需要写入CF卡的数据的先入先出队列中，当数据量达到总线突发传输长度时，向CF卡接口协议模块发起数据传输。

6.如权利要求4所述实现PCIe接口转CF卡接口的FPGA芯片，其特征在于：在用于存储从CF卡中读取的数据的先入先出队列中，当数据量达到与PCIe IP核模块对应的接口总线长度时，由直接内存访问模块通过PCIe IP核模块写入数据到CPU。

7.如权利要求4所述实现PCIe接口转CF卡接口的FPGA芯片，其特征在于：所述控制寄存器中的CF卡控制器还包括模块寄存器、指令先入先出队列寄存器、读先入先出队列寄存器和写先入先出队列寄存器，模块控制寄存器用于配置接口时序、各个先入先出队列深度、先入先出队列阀值。

8.一种基于权利要求1所述FPGA芯片的实现PCIe接口转CF卡接口的方法，其特征在于，包括：

对于PIO类指令，控制寄存器控制CF卡接口协议模块，将指令内容组成相应的CF卡接口指令时序，若是PIO读指令，将CF卡返回的数据存放在控制寄存器中，通过读取控制寄存器获取数据；若是PIO写指令，将该数据反映在接口时序；

对于Ultra直接内存访问类指令，通过控制寄存器控制直接内存访问模块，设置最大总线突发传输长度、CPU侧存储地址和本次传输数据长度，直接内存访问模块等待CF卡接口协议模块给出的数据/空间准备好的请求，控制寄存器控制CF卡接口协议模块发送Ultra直接内存访问传输指令；若是向CF卡写数据的指令，在控制寄存器存储数据量低于阀值时，直接内存访问模块从CPU侧读取数据，并存储在控制寄存器，通过CF卡接口协议模块按照CF接口时序写入CF卡；若是CF卡读数据的指令，则CF卡接口协议模块读取CF卡中目的地址的数据，并储存在控制寄存器中，当储存数据量高于阀值时，内存访问模块直接分次读取目的地址的数据，并写到CPU侧。

9.如权利要求8所述实现PCIe接口转CF卡接口的方法，其特征在于：所述控制寄存器包括控制CF卡接口协议模块的CF卡控制器，CF卡控制器包括模块寄存器、指令先入先出队列寄存器、读先入先出队列寄存器和写先入先出队列寄存器；若是PIO读指令，将CF卡返回的数据存放在读先入先出队列寄存器中；若是PIO写指令，由软件先配置指令先入先出队列寄存器，再配置写先入先出队列寄存器，最后该数据反映在接口时序。

10.如权利要求8所述实现PCIe接口转CF卡接口的方法，其特征在于：所述控制寄存器包括控制CF卡接口协议模块的CF卡控制器，CF卡控制器包括模块寄存器，对于Ultra直接内存访问类指令，通过控制CF卡控制器配置直接内存访问模块最大总线突发传输长度、CPU侧存储地址和本次传输数据长度。