[发明专利]一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块，它包括发送端和接收端，其特征在于，所述发送端包括开关芯片，开关芯片的第一端通过USB总线连接到主机端，开关芯片的第二端通过USB总线连接到发送端转换芯片的第一端，发送端转换芯片的第二端通过并行总线连接到发送端FPGA模块的I/O接口信号处理单元，发送端FPGA模块的I/O接口信号处理单元还连接到开关芯片的第三端，发送端FPGA模块的高速通信接口通过高速串行总线连接到发送端光模块；

所述接收端包括接收端转换芯片，接收端转换芯片的第一端通过USB总线连接到USB设备，接收端转换芯片的第二端通过并行总线连接到接收端FPGA模块的I/O接口信号处理单元，接收端FPGA模块的高速通信接口通过高速串行总线连接到接收端光模块；

发送端光模块与接收端光模块之间通过光纤连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块，其特征在于，发送端转换芯片将USB协议转换为ULPI协议。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块，其特征在于，接收端转换芯片将ULPI协议转换为USB协议。

4.根据权利要求3所述的一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块，其特征在于，并行总线为8bit并行总线。

5.一种基于FPGA的USB信号光远传控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：识别USB设备；USB设备识别过程由接收端与发送端分别完成；首先接收端完成对USB设备的识别，将识别到的USB设备类型打包发送至发送端，发送端与主机通信，完成USB设备的识别过程；

步骤2：为USB设备枚举并实现数据传输。

6.根据权利要求5所述的一种基于FPGA的USB信号光远传控制方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.0、USB设备插入接收端，开始设备识别过程；

步骤1.1、接收端FPGA模块检测电平变化，初步确定USB设备速度类型；

步骤1.2、接收端FPGA模块发起速度识别握手操作，与USB设备进行通信，确定USB设备速度类型；

步骤1.3、接收端FPGA模块将USB设备插入信息及速度类型信息打包；

步骤1.4、接收端FPGA模块将信息包以高速串行信号的形式发送至接收端光模块，由接收端光模块转换为光信号发送至发送端；

步骤1.5、发送端FPGA模块接收由发送端光模块接收并转换的高速串行信号，将该信息包解析，确定接收端插入的USB设备并置位相应信号线；

步骤1.6、发送端FPGA模块打开开关芯片，使主机接收到USB信号线电平变化；

步骤1.7、发送端FPGA模块响应主机发出的速度识别握手通信，通知主机所插入的USB设备的速度类型；

步骤1.8、配置发送端的电阻，模拟相应USB设备；

步骤1.9、结束USB设备识别过程，准备进入设备枚举及数据传输阶段。