[发明专利]基于M‑LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议

权利要求书

1.一种基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，

基于M-LVDS的装置背板高速总线采用支持M-LVDS电平标准的接口芯片差分信号搭建总线外围硬件回路，所述接口芯片的单端输入和单端输出连接FPGA，由FPGA实现总线链路层通信协议控制；

所述装置背板高速总线采用可变数据位宽控制，实现通信带宽配置；

所述装置背板高速总线链路层通信协议包括异步仲裁段和同步数据段，所述异步仲裁段包括总线空闲域、帧起始域和仲裁域；

所述总线空闲域通过隐性位检测，判断装置背板高速总线是否处于空闲状态，用于竞争总线发言权的冲突检测；

所述帧起始域为仲裁域的起始标志位；

所述仲裁域用于多主对等方式的冲突检测和无损仲裁竞争总线发言权，当输出隐性位而收回显性位时，仲裁失利，丧失总线发言权，节点转为总线侦听接收状态；反之，在整个仲裁域内均未失利，赢得总线发言权，节点继续向数据线上输出同步数据信息，直到完成同步数据输出再释放总线发言权；

同步数据段为链路层通信协议传输的有效数据域；

所述装置背板高速总线采用冲突检测和无损仲裁竞争发言权，仲裁域采用优先级轮转方法保证每个节点都能轮询发言。

2.根据权利要求1所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，所述仲裁域包括发送优先级位和发送节点地址位；

所述发送优先级位采用优先级轮转的方法竞争总线发言权，保证每个节点能够轮询到，具体包括以下步骤：

节点初始优先级设置为最低优先级，等待帧间空闲时间结束，检测节点是否有需要待发送的报文，如果有需要发送的报文，仲裁域进行无损冲突检测和无损仲裁竞争总线发言权，如果仲裁成功，发送同步数据信息，直至报文发送结束，节点优先级等级恢复到最低优先级，如果仲裁失败，则节点优先级提高一级后，进入等待帧间空闲时间结束；所述检测节点如果无需要发送的报文，进入等待帧间空闲时间结束；

当节点优先级达到最高优先级后维持所述最高优先级不变，直到竞争到总线发言权将报文发送，所述节点恢复到初始的最低优先级。

3.根据权利要求2所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，发送节点地址位为M-LVDS装置内确定槽位的唯一标识地址，当节点插入槽位后，发送报文中带有所述插入槽位的地址信息，用于标识报文源节点槽位号。

4.根据权利要求1所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，所述同步数据段包括帧头、数据段、校验段、帧尾；

所述帧头为标识同步数据传输开始的特殊码串；

所述数据段为总线报文传输的有效数据信息；

所述校验段用于同步数据传输正确性校验，采用CRC-32校验；

所述帧尾为用于标识同步数据传输结束的特殊码串。

5.根据权利要求1所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，所述数据段的字节长度为4-1520字节。

6.根据权利要求1所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，所述同步数据段采用4B5B编码传输，一对数据线通信速率为100Mbps，有效数据带宽为80Mbps。

7.根据权利要求1所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，所述总线空闲域通过隐性位检测，判断装置背板高速总线是否处于空闲状态，具体检测过程包括：

当总线空闲域连续检测到10个隐性位，认为总线处于空闲状态，竞争总线发言权，否则，总线处于占用状态，不可竞争总线发言权。

8.根据权利要求1所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，所述帧起始域包括1个显性位。

9.根据权利要求1所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，所述通信带宽配置包括1-线、2-线、4-线、8-线模式，实现包括80Mbps，160Mbps，320Mbps，640Mbps通信带宽。

10.根据权利要求1所述的基于M-LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，所述通信带宽配置包括16-线、32-线模式，实现50Mbps、100Mbps通信带宽。