[发明专利]一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块及方法

说明书

本发明涉及一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块及方法，发送端包括开关芯片，开关芯片通过USB总线连主机端，开关芯片通过USB总线连发送端转换芯片，发送端转换芯片通过并行总线连发送端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开关芯片，发送端FPGA模块的高速通信接口通过高速串行总线连接发送端光模块；接收端包括接收端转换芯片，接收端转换芯片通过USB总线连接USB设备，接收端转换芯片通过并行总线连接接收端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接收端光模块；发送端光模块与接收端光模块通过光纤连接。

技术领域

本发明属于信号远传技术领域，涉及一种光远传控制模块及方法，尤其是一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块及方法；以一根光纤为传输媒介完成USB信号的远距离传输。

背景技术

USB作为一种计算机外围通信标准接口，具有高带宽、高可靠、可热插拔、成本低等特点，因此被广泛应用于计算机系统。

然而随着现代计算控制系统的日益庞大，很多场合下，操作人员所在的控制台与USB设备之间相隔较远，USB信号需要经过较远的传输才能在主机与USB设备之间进行交互。

而USB信号作为一种电信号，在经过远距离传输后不可避免的会存在信号衰减、抖动变形等现象，严重影响信号质量，从而令USB信号的传输距离被限制在几十米之内，即便附加信号中继器，传输距离也不过几百米。此为现有技术的不足之处。

因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供设计一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块及方法；以解决现有技术中的上述缺陷，提供设计一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块及方法；是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种基于FPGA的USB信号光远传控制模块及方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：

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。

作为优选，发送端转换芯片将USB协议转换为ULPI协议；以实现通过光纤进行传输。

作为优选，接收端转换芯片将ULPI协议转换为USB协议；以实现与USB设备之间的数据传输。

作为优选，并行总线为8bit并行总线；实现发送端转换芯片与发送端FPGA模块的I/O接口信号处理单元之间的数据传输，实现接收端FPGA模块的I/O接口信号处理单元与接收端转换芯片之间的数据传输。

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。