[发明专利]基于USB的SpaceWire网络即插即用基础协议

说明书

本发明公开了一种基于USB的SpaceWire网络即插即用基础协议，属于数据传输技术领域。所述的基础协议包括主控设备和PC、SpaceWire网络，主控设备同时与PC和SpaceWire网络通讯；所述的主控设备由FPGA、SpaceWire网络接口和USB芯片组成；使用USB的中断传输和批量传输在PC和FPGA之间交换指令和数据。本发明采用USB作为底层，保证可靠、快速以及扩展性。同时USB是所有PC和大部分中高端芯片都会兼容的协议，因此可以应用于许多设备。本发明针对具体的应用场景细分了指令和数据，并且由于它们使用不同的底层USB传输管道，指令和数据不会互相干扰，同时保证指令的优先性。

技术领域

本发明属于数据传输技术领域，涉及一种基于USB的SpaceWire网络即插即用基础协议，使得PC可以通过本发明的基础协议控制主控设备和SpaceWire网络，并和SpaceWire网络中的设备通讯。

背景技术

SpaceWire是由ESA(欧洲空间局)提出的一种在航天航空工程中应用的星载传输总线，它的特点包括高速、低功耗、低延迟、全双工、点对点串行连接等方面，而且因为虫洞交换机制间接节省了成本，非常适合在太空环境中使用。即插即用是计算机术语，广义上是指设备在硬件连接后不需要用户干涉，就可以在很短时间内自动配置好，供用户使用。而USB是一种应用极为广泛的即插即用底层传输协议。

发明内容

为解决SpaceWire网络和PC之间的通讯需求，并实现即插即用功能，本发明将SpaceWire和USB结合起来使得PC可以通过一个主控设备控制SpaceWire网络，并且和网络中的节点通讯，使PC和主控设备通讯配置自动化。

本发明提供的基于USB的SpaceWire网络即插即用基础协议包括主控设备和PC、SpaceWire网络。其中主控设备由FPGA、SpaceWire网络接口和USB芯片组成。

USB是应用最广泛的即插即用协议。该协议保证了数据层的快速可靠传输，并提供了几种可以同时工作的传输模式。本发明使用USB的中断传输和批量传输在PC和FPGA之间交换指令和数据。

本发明与现有技术相比有如下优点：

本发明采用USB作为底层，保证可靠、快速以及扩展性。同时USB是所有PC和大部分中高端芯片都会兼容的协议，因此可以应用于许多设备。本发明针对具体的应用场景细分了指令和数据，并且由于它们使用不同的底层USB传输管道，指令和数据不会互相干扰，同时保证指令的优先性。

附图说明

图1为本发明的基于USB的SpaceWire网络即插即用基础协议的拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明进行详细说明。

本发明提供一种基于USB的SpaceWire网络即插即用基础协议，所述的基础协议涉及到的组件包括SpaceWire网络、主控设备和PC，如图1所示。主控设备是核心部分，同时与PC和SpaceWire网络通讯。主控设备由以下几个模块组成：FPGA、USB芯片、SpaceWire网络接口。FPGA程序代码存储在EEPROM中，每次重新上电可直接进入协议状态机而无需重新下载。FPGA和USB芯片采用一样的时钟，SpaceWire网络接口则采用更高速的时钟。USB芯片的程序代码存在另一块EEPROM中，上电后处于Slave FIFO模式。FPGA通过DATA线、Read和Write信号、ADDR选址线等和USB芯片通讯，进而通过几个USB管道和PC通讯。PC上使用USB芯片提供的基础驱动作为底层，封装一层数据API之后实现协议，并向上层应用软件提供协议API。