[发明专利]一种基于FPGA和PS2协议的KVM控制器

说明书

本发明提供了一种基于FPGA和PS2协议的KVM控制器，包括信号三态处理及顶层接口、操作控制模块、接收模块、发送模块、鼠标应答模块及键盘应答模块、切换控制模块及切换信号监测模块；本发明以集成化、小型化、降低硬件设计复杂度为方向，针对传统控制器在扩展性、兼容性方面的不足。

技术领域

本发明涉及半导体混合集成电路设计技术，具体涉及一种基于FPGA和PS2 协议的KVM控制器。

背景技术

目前使用的KVM控制器，采用单片机或PS2专用控制器实现。为实现接口信号的稳定控制，传统KVM控制器在每路上位机接口处放置PS2专用控制器，同时还需主控制器(单片机、DSP等)实现多路信号切换控制。随着PS2 上位机数目增多时，传统设计可扩展性差，当控制器内嵌至其他设备(键盘、鼠标)中时，对设计空间的要求更难满足。

发明内容

本发明以集成化、小型化、降低硬件设计复杂度为方向，针对传统控制器在扩展性、兼容性方面的不足，提出了一种基于FPGA和PS2协议的KVM控制器。

为了达到以上目的，本发明采取如下技术方案予以实现：

一种基于FPGA和PS2协议的KVM控制器，包括信号三态处理及顶层接口、操作控制模块、接收模块、发送模块、鼠标应答模块及键盘应答模块、切换控制模块及切换信号监测模块；

所述的操作控制模块，用于监测时钟信号、数据信号及发送请求，结合PS2 通信协议，对PS2数据通信方向进行检测，根据检测结果启动发送或接收；

所述的接收模块，与操作控制模块连接，用于接收上位机命令、将命令传递给鼠标应答模块及键盘应答模块并在通信最后给出应答位；在接收到操作控制模块的启动信号后，按照协议规定产生时钟信号；

所述的发送模块，与操作控制模块连接，用于发送需应答主机的信息，在接收到启动信号后，产生时钟信号，并根据时钟信号状态发送相应数据位，同时在驱动时钟信号时对其状态进行判断；

所述的鼠标应答模块及键盘应答模块，与接收模块连接，用于对接收到的命令进行判断，对上位机发送的不同命令进行相应反馈；

所述的切换控制模块，用于根据外部的切换信号及当前PS2通信情况进行仲裁，并将最终的切换结果传递给外部切换芯片；

所述的切换信号监测模块，用于实时监测外部给出的切换按键信号，并对按键进行消抖处理，将结果提供给切换控制模块；

所述的信号三态处理及顶层接口，用于外部信号与控制器内部模块的数据交互，完成了双向信号的三态控制；外部设备通过信号三态处理及顶层接口与切换控制模块、切换信号监测模块进行信息交互。

还包括滤波模块，滤波模块的输出端分别连接操作控制模块、接收模块和发送模块；所述的滤波模块，用于对PS2时钟和数据信号均进行数字采样滤波。

所述的操作控制模块，还用于在接收到发送请求后，判断当下上位机状态是否允许发送，一旦允许即向发送模块发出使能信号；发送模块以操作控制模块发出的信号为使能，向上位机发送鼠标应答模块及键盘应答模块传递的切换信号监测模块8bit信息。

所述的操作控制模块，还用于将启动信号传递给接收模块或发送模块后，操作控制模块进入空闲状态，当发送模块、接收模块处于空闲状态时，操作控制模块重新进入监测状态，为发起下一次操作准备。

所述的鼠标应答模块及键盘应答模块，还用于在接收模块完成接收后收到其传递的切换信号监测模块8bit命令信息，根据键盘、鼠标的不同属性，作出判断，将需发送的信息以切换信号监测模块8bit数据形式传递给发送模块，同时向操作控制模块发出请求。