[发明专利]一种基于VersaPHY的IEEE-1394b光总线协议转换器

说明书

技术领域

本发明涉及了一种基于VersaPHY的IEEE-1394b光总线协议转换器，属于IEEE-1394b协议转换技术领域。

背景技术

IEEE 1394总线由Apple公司在1986年开发并在1987年形成标准，目前的IEEE 1394b协议采用了新的仲裁方式及编码方式，同时支持光纤传输，带宽支持3.2Gbps，极大提高了传输性能。由于IEEE 1394b总线的实时性好、传输速率高、拓扑灵活、扩展容易以及支持热插拔，成为下一代航空航天、工业控制领域的候选总线技术之一。

目前无论是在航空航天领域、军事领域以及工业控制领域，通常根据不同的数据传输需求采用不同的总线协议，如IEEE 1394b、FC、USB、CAN、RS232、RS485等，协议转换器能够为采用不同协议的设备之间提供通路，从而提高系统的兼容性和扩展性，节省系统设计时间以及成本。

现有技术采用了一种基于微处理器的IEEE-1394b总线和CAN总线协议转换器，该转换器提供了CAN总线和IEEE 1394b总线协议之间的转换器，其结构中包含了CAN控制芯片、微处理器、IEEE 1394b总线控制器以及光电转换模块。在该设计中，采用了MPC5200微处理器作为核心，基于嵌入式操作系统实现对CAN以及IEEE 1394b协议芯片的控制。

在上述协议转换器设计中，由于采用MPC5200微处理器作为核心，利用操作系统的软件程序实现CAN与IEEE 1394b的协议转换，这种控制方式具有以下缺点：

1、资源浪费。MPC5200具有丰富的扩展资源、如CAN、IIC、USB、PCI、GPIO以及以太网接口，利用MPC5200仅实现协议转换功能，浪费了该处理器大量资源，同时系统中需有FLASH及SDRAM才能实现MPC5200正常工作，导致设计成本极大提高，而在工作中也导致功耗增加数倍；

2、工作效率低。基于嵌入式操作系统开发的协议转换，需实现CAN与IEEE 1394b协议芯片的驱动程序、并设计上层应用程序来实现协议转换，这种软实现方式，导致转换效率低、延迟大，对于实时消息将恶化系统的性能。

发明内容

本发明为解决现有的IEEE-1394b总线和CAN总线协议转换器存在的系统复杂、资源浪费、功耗高以及成本高的问题，提出了一种基于VersaPHY的IEEE-1394b光总线协议转换器，包括：

光电转换模块，用于将从IEEE 1394光总线上接收的数据转换为电信号发送给IEEE1394协议模块，以及将从IEEE 1394协议模块接收的数据转换为光信号发送到IEEE 1394光总线上；

IEEE 1394协议模块，用于将光电转换模块发送的电信号经过IEEE 1394协议转换后发送给中央处理模块，以及将中央处理模块发送的数据经过IEEE 1394协议转换后发送给光电转换模块；

中央处理模块，用于将IEEE 1394协议模块发送的数据经过VersaPHY协议转换后发送给RS232接口、CAN接口或者GPIO接口，以及将RS232接口、CAN接口或者GPIO接口发送的数据经过VersaPHY协议转换后发送给IEEE 1394协议模块。

由上述技术方案可以看出，本发明提供的总线协议转换器采用VersaPHY协议，VersaPHY协议基于IEEE 1394b物理层芯片进行了扩展，扩展部分通过FPGA实现，从而减去了链路层芯片的使用，相比嵌入式微处理器，简化了系统设计、节省了成本、降低了功耗并提高了协议转换的实时性。此外为了提高协议的扩展性，通过FPGA实现IEEE1394b与多种接口之间的转换，如RS232、CAN，并实现了GPIO来适应不同应用的需求。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的基于VersaPHY的IEEE-1394b光总线协议转换器的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的基于VersaPHY的IEEE-1394b光总线协议转换器的硬件结构框图；

图3是本发明具体实施方式提供的EP2C5T144内部结构框架图；

图4是本发明具体实施方式提供的EP2C5T144与TSB81BA3连接电路图；

图5是本发明具体实施方式提供的光电转换模块和IEEE 1394协议模块连接电路示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的FPGA多协议模块电路图；

图7是本发明具体实施方式提供的VersaPHY格式的IEEE 1394b数据包示意图；