[发明专利]一种基于FPGA的协议转换装置、方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的协议转换装置，连接在以太网与CAN控制器之间，其特征在于包括HUB模块、RMII模块、MPU_TO_IO模块、IO_TO_MPU模块和CRC模块；

所述HUB模块用于实现上位机MPU的报文转发；所述HUB模块包括物理接口和逻辑接口，所述物理接口与以太网的PHY芯片相连，所述逻辑接口与RMII模块进行数据交互；其中，所述MPU为控制站的算法运算和控制单元；

所述RMII模块用于给所述MPU_TO_IO模块和CRC模块传输上位机MPU的报文数据，接收所述IO_TO_MPU模块的应答数据，实现2B/8B的串并转换；

所述MPU_TO_IO模块用于对来自上位机MPU的所有报文进行CRC解码，解码错误后丢弃，解码成功后把报文中针对每个I/O板卡下发的输出数据和其它各种指令分类放到对应的槽位进行缓存,再将缓存报文发送给I/O板卡；

所述IO_TO_MPU模块用于监视CAN控制器的状态，在1个通信周期内提取来自I/O板卡的数据，解析并分类缓存；并对上位机MPU的报文指令进行直接应答；

所述CRC模块用于对来自所述RMII模块传输的上位机MPU的报文数据进行校验，将结果反馈给MPU_TO_IO模块；对应答给上位机MPU的数据进行CRC校验值计算，将计算结果反馈给IO_TO_MPU模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的协议转换装置，其特征在于还包括SJA_CTRL模块，所述SJA_CTRL模块接收所述MPU_TO_IO模块的缓存报文，并向所述IO_TO_MPU模块发送应答给上位机MPU的数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的协议转换装置，其特征在于还包括设置在所述MPU_TO_IO模块与所述IO_TO_MPU模块之间的TIME_ID模块，提取MPU_TO_IO模块对时指令中的时间信息更新于本地时钟并计时；在IO_TO_MPU模块应答上位机MPU时提取最新的时钟信息时间。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的协议转换装置，其特征在于还包括PHY_RST模块，用于对以太网PHY芯片的复位进行控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的协议转换装置，其特征在于还包括LIGHT_CT模块，用于对指示灯的状态进行控制。

6.一种基于FPGA的协议转换方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过HUB模块转发上位机MPU的报文；

2)MPU_TO_IO模块对上位机MPU的报文数据进行CRC解码，解码错误后丢弃，解码成功后把报文中针对每个I/O板卡下发的输出数据和其它各种指令分类放到对应的槽位进行缓存；其中，所述MPU为控制站的算法运算和控制单元；

3)按照IOBUS-1和IOBUS-2协议的要求将缓存报文发送给I/O板卡；

4)通过IO_TO_MPU模块监视CAN控制器的状态，在1个通信周期内提取来自I/O板卡的数据，解析并分类缓存，并对解析缓存的来自上位机MPU的报文指令进行应答；

5)通过CRC模块对来自上位机MPU的报文数据进行校验，将结果反馈给MPU_TO_IO模块；对应答给上位机MPU的数据进行CRC校验值计算，将计算结果反馈给IO_TO_MPU模块。

7.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的协议转换方法，其特征在于，步骤2)还包括通过TIME_ID模块，提取MPU_TO_IO模块对时指令中的时间信息更新于本地时钟并计时。

8.根据权利要求6所述的一种基于FPGA的协议转换方法，其特征在于，步骤4)还包括通过TIME_ID模块，提取在IO_TO_MPU模块应答上位机MPU时最新的时钟信息时间。