[发明专利]FPGA模拟eMMC接口与ARM芯片高速通信的方法

说明书

本发明公开了一种FPGA模拟eMMC接口与ARM芯片高速通信的方法，包括以下步骤：FPGA模拟eMMC接口标准的高速通信数据线；FPGA模拟eMMC接口标准的数据收发；FPGA模拟eMMC接口标准的内部寄存器；FPGA模拟eMMC接口标准的数据传输。本发明在FPGA上模拟并实现ARM芯片具有的eMMC接口，实现普通ARM芯片与FPGA之间的高速通信的目的，可以弥补一般ARM芯片只能通过低速接口与FPGA进行直接通信的缺点，实现高速通信的能力，而不需要定制化的ARM、FPGA芯片，拓宽ARM、FPGA芯片可选择范围，简化设计难度、降低设计成本。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是一种FPGA模拟eMMC接口与ARM芯片高速通信的方法。

背景技术

现场可编程逻辑器件FPGA，具有丰富的可配置的资源，可实现设计灵活复杂的逻辑、时序、算法处理等设计，其功能模块并发性好，数据吞吐率高；广泛应用于在高速数据处理，网络通信、各种电子仪器等领域。

eMMC是现在广泛使用的数据存储器，eMMC具有统一、高速的数据接口。不同厂家生产的各种产品之间，在不需要做专门的接口匹配情况下实现稳定的数据通信。降低了产品的开发难度以及时间和精力投入，减少了产品的开发周期。

ARM芯片具有较低功耗，较强的图形处理能力，灵活的人机输入接口。特别是搭载Android操作系统之后，具有简洁、直观、方便的人机交互界面，丰富的输入输出接口，广泛应用于移动便携式设备上。

FPGA主要是面向高性能的领域，其接口主要是高速的通用IO管脚，以及10Gbps级别的专用Serdes；而ARM芯片主要是面向低功耗领域的手持设备，其接口主要是低速接口(I2C、SPI、串口等)，高速接口主要是USB、eMMC、LCD等；由于FPGA与ARM发展方向不同，一般ARM芯片和FPGA只能通过低速接口(I2C、SPI、串口等，通信速率通常小于100Mbps)进行直接通信；在需要FPGA的复杂而灵活设计以及ARM低功耗优越的人机交互功能时，却缺乏高速通信接口。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种FPGA模拟eMMC接口与ARM芯片高速通信的方法，实现普通ARM芯片与FPGA之间的高速通信的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种FPGA模拟eMMC接口与ARM芯片高速通信的方法，包括以下步骤：

步骤一、FPGA模拟eMMC接口标准的高速通信数据线；

步骤二、FPGA模拟eMMC接口标准的数据收发；

步骤三、FPGA模拟eMMC接口标准的内部寄存器；

步骤四、FPGA模拟eMMC接口标准的数据传输。

作为一种优选的实施方式，所述步骤一中，FPGA通过模拟eMMC设备的输入输出管脚接口实现物理连接，FPGA模拟的输入输出管脚包括钟CLK管脚、命令和状态CMD管脚，通信数据DAT0-7管脚和数据锁存信号DS管脚。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤二具体包括：

FPGA通过时钟CLK管脚边沿采集命令和状态CMD管脚，接收eMMC控制器命令，按照eMMC协议要求，通过命令和状态CMD管脚向eMMC控制器回复状态，通过数据锁存信号DS管脚和通信数据DAT0-7管脚收发数据。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤三具体包括：

FPGA在通过eMMC接口接收到寄存器读取时，进入到参数读取状态，通过参数地址，返回相应的参数数据。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤四具体包括：