[发明专利]基于FPGA的PCIE通用多功能通信接口模块

权利要求书

1.一种基于FPGA的PCIE通用多功能通信接口模块，其特征在于该通信接口模块包括FPGA芯片、光收发模块、光纤转接插座、CPCIE通用连接器、变压器、隔离芯片、两路千兆网PHY芯片和电平驱动芯片，其连接关系为FPGA芯片分别和光收发模块、隔离芯片、两路千兆网PHY芯片相连，一个隔离芯片连接一个电平驱动芯片，两路千兆网PHY芯片和变压器相连；变压器、电平驱动芯片均连接在CPCIE通用连接器上；光纤转接插座安装在CPCIE通用连接器上，光纤转接插座与CPCIE通用连接器相连；FPGA芯片还和CPCIE通用连接器直接相连，通过PCIE通道与上位机进行通信；

FPGA芯片内集成RS422接口IP核、CAN总线IP核、双冗余千兆网IP核和双冗余万兆网IP核四种通信接口，接口的种类和每种接口的数量能根据FPGA资源灵活配置；与上位机通过PCIE通信，PCIE通道配置成1路X8通道或者2路X4通道；RS422接口IP核、CAN总线IP核、双冗余千兆网IP核和双冗余万兆网IP核均与仲裁模块连接，仲裁模块查询双冗余万兆网IP核、双冗余千兆网IP核、RS422接口IP核以及CAN总线IP核的FIFO缓存数据情况，并根据各个IP核的优先级以及上位机配置的传输寄存器状态确定当前传输数据的IP核，并使当前传输数据的IP核接管DMA模块的使用权；通过仲裁模块来决定当多个IP核同时使用时确定哪一个可以和上位机通信，每个IP核的输入都有各自的通道，输出都是接到同一个上位机上，引入仲裁模块仲裁某一时刻哪一个IP核传输数据；FPGA芯片还集成有PCIE核，DMA模块通过PCIE核与上位机进行通信，DMA模块用于完成IP核的FIFO中的数据流到上位机内存的传输控制；

RS422接口IP核和CAN总线IP核的相应接口分别连接一个隔离芯片，双冗余千兆网IP核连接两路千兆网PHY芯片，双冗余万兆网IP核连接光收发模块。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的PCIE通用多功能通信接口模块，其特征在于双冗余万兆网IP核的数量为2个。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的PCIE通用多功能通信接口模块，其特征在于PCIE通道配置成2路X4通道时，具有两个仲裁模块和两个DMA模块，FPGA芯片中集成两个PCIE核，每个PCIE核通过一个DMA模块连接相应的仲裁模块，一个仲裁模块连接两个双冗余万兆网IP核，另一个仲裁模块连接其他IP核；通过每个PCIE核连接一个上位机。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA的PCIE通用多功能通信接口模块，其特征在于FPGA芯片为xilinx公司的XC7K325T FPGA芯片。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA的PCIE通用多功能通信接口模块，其特征在于光收发模块为四路光收发模块。