[发明专利]基于FPGA的LocalBus转USB的系统及芯片

说明书

技术领域

本发明涉及信号转换领域，尤其涉及一种基于FPGA的Local Bus转USB的系统及芯片。

背景技术

随着科技的发展，计算机的应用越来越广泛。其中，由于FPGA是计算机的重要部件，对FPGA研究的关注度越来越高。基于FPGA的研究的一项重要的技术，是将信号FPGA自身的信号传输方式转换为USB信号方式，以实现与外部设备进行高速通信。

目前应用较多的是通过ASIC芯片将FPGA的PCIE信号转换为USB信号，但前提是FPGA具有PCIE总线接口。而当FPGA不具有PCIE总线接口时，需要通过复杂的设计才能完成信号的转换。

发明内容

针对上述缺陷，本发明有必要提供一种基于FPGA的Local BUS转USB的系统及芯片，简单方便实现信号的转换，安全性高，灵活性高，使用限制较少。

一种基于FPGA的Local Bus转USB系统，包括：

FPGA模块，用于与FPGA芯片通过Local Bus协议进行数据传输；

处理模块，用于与所述FPGA模块通过自定义数据传输协议进行数据传输；以及，

USB通信模块，用于连接处理模块与USB通信设备通过USB协议进行数据传输。

优选地，处理模块包括：

查询单元，用于查询FPGA数据标志位及USB数据完成标志位；

处理单元，用于当查询到FPGA数据标志位时，调用自定义数据传输协议读取FPGA模块的数据进行缓存，再通过USB通信模块传送至USB通信设备，并清除FPGA数据标志位；以及，当查询到USB数据完成标志位时，调用自定义数据传输协议将缓存的USB通信模块的数据传送至FPGA模块，再传送至FPGA芯片，并清除USB数据完成标志位；以及，

缓存单元，用于缓存FPGA模块的数据以及USB通信模块的数据。

优选地，处理模块还包括中断单元，中断单元包括：

中断产生子单元，用于当FPGA模块有数据待传送时产生中断；当USB通信模块有数据待传送时产生中断；

判断子单元，用于判断中断源；以及，

标志位置上子单元，用于当判断为FPGA模块有数据待传送产生的中断时，置上FPGA数据标志位；当判断为USB通信模块有数据待传送产生的中断时，缓存单元接收USB通信模块的数据，置上USB数据完成标志位。

优选地，中断单元还包括查找子单元，用于查找FPGA模块及通信模块是否有数据待传送。

优选地，中断产生子单元还用于当USB通信设备连接到USB通信模块时产生中断；处理模块还包括配置单元，当判断子单元判断为USB通信设备连接到USB通信模块产生的中断时，配置单元配置USB通信设备。

优选地，配置单元配置USB通信设备包括复位USB总线并进行USB设备枚举过程，以识别USB通信设备及安装相应的驱动程序。

优选地，所述处理模块还包括顺序执行单元，用于复制由FPGA模块存入缓存单元的数据，并传送至USB通信模块；及/或，接收由USB通信模块传送的数据并存入缓存单元。

优选地，所述FPGA模块还能够与其他类型芯片通过Local Bus协议进行数据传输。

一种芯片，芯片包括如上任意一项所述的基于FPGA的Local Bus转USB系统，FPGA外设于芯片上，FPGA与外部的FPGA芯片或其他芯片通过Local Bus协议进行数据传输，芯片的处理器与FPGA通过自定义数据传输协议进行数据传输，再通过USB设备接口与外部通信设备进行传输。

优选地，芯片包括：

底层库，为系统提供硬件平台；

硬件抽象层，与底层库连接，提供标准接口，硬件抽象层包括GPIO接口；

板层，通过调用硬件抽象层，提供通用的标准化功能组件，实现功能模块驱动接口，为上层提供简单清晰的统一调用接口，板层包括USB模块及FPGA模块；以及，应用层，通过调用板层的接口，提供基于板层开发的应用程序，实现芯片对Local Bus与USB的转换。

优选地，芯片的型号为CME-M7；及/或，芯片处理器的型号为Cortex-M3。

本发明基于FPGA的Local Bus转USB系统，设置FPGA模块通过Local Bus协议与FPGA芯片进行数据传输，将传输的数据再通过USB通信模块与USB通信设备通过USB协议进行传输，实现了Local Bus信号与USB信号的转换，方便快捷，安全性及稳定性高。

附图说明