[发明专利]一种基于FPGA的数据串行传输控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的数据串行传输控制系统，用于对FPGA的数据串行传输进行控制，其特征在于，所述控制系统包括依次连接的协议模块、仲裁模块和子功能模块；其中，所述子功能模块用于对数据串行传输控制系统进行数据传输功能配置，每个子功能模块对应FPGA的一种数据传输任务；

所述仲裁模块通过扩展接口与子功能模块相连接，并根据仲裁协议的传输顺序执行接入仲裁模块的子功能模块的输出数据，或将从协议模块接收到的输入数据分发到对应的子功能模块；具体地，在执行子功能模块的数据输出到外部时，确定每个子功能模块的权重，按照权重执行多个子功能模块的数据传输请求，确定多个子功能模块的数据传输顺序；

所述协议模块为不同FPGA之间的数据传输提供统一的物理层数据传输协议，按照仲裁模块的传输顺序接收子功能模块的输出数据，并将其传输给相邻FPGA单元，或接收来自相邻FPGA单元的输入数据并将其传输给仲裁模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的数据串行传输控制系统，其中，所述控制系统还包括数据流控制模块，所述数据流控制模块协议模块相连接，通过协议模块上的数据接口对数据串行传输控制系统进行数据流控制，以保证数据发送端和接收端的数据流量平衡。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于FPGA的数据串行传输控制系统，其中，所述子功能模块包括定时状态收发模块、寄存器配置收发模块、图像传输收发模块中的一个或多个；

所述定时状态收发模块用于接收和/或发送FPGA的状态寄存器；

所述寄存器配置收发模块用于对FPGA内的状态寄存器进行配置；

所述图像传输收发模块用于对数据进行传输，和/或对传输数据流进行参数配置。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于FPGA的数据串行传输控制系统，其中，所述子功能模块发送的数据流位宽与协议模块的数据流位宽相匹配。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于FPGA的数据串行传输控制系统，其中，所述子功能模块通过双向接口与仲裁模块相连接，从而既可以向仲裁模块发送数据、也可以从仲裁模块接收数据。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于FPGA的数据串行传输控制系统，其中，所述仲裁模块接收来自子功能模块的输出数据，并在每个子功能模块的输出数据上添加子模块标记，然后通过协议模块传输到相邻FPGA单元；或接收来自协议模块的输入数据，对输入数据的子模块标记进行识别，然后将其分别传输至对应的子功能模块中。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于FPGA的数据串行传输控制系统，其中，每个FPGA通过数据串行传输控制系统对当前FPGA内的数据传输进行控制，相邻FPGA单元通过数据串行传输控制系统进行连接。

8.一种基于权利要求1～7任一项所述的数据串行传输控制系统的数据串行传输控制方法，包括数据串行输入和数据串行输出，其特征在于，数据串行输出过程如下，

S1根据数据串行传输控制需求选择至少一个子功能模块并对其进行参数配置，所述子功能模块采用扩展接口与仲裁模块相连接；

S2仲裁模块根据仲裁协议顺次接收子功能模块的输出数据，并在接收到的输出数据上添加子模块标记以对子功能模块的类别进行识别；

S3将经过标记的输出数据发送给协议模块，通过协议模块转发到相邻FPGA单元。

9.根据权利要求8所述的数据串行传输控制方法，其中，数据串行输入过程如下，

S1’协议模块接收相邻FPGA单元的输入数据并将其发送到仲裁模块；

S2’仲裁模块对输入数据进行解析，获取输入数据的子模块标记并对其进行识别；

S3’卸载输入数据的子模块标记，并将其发送到对应的子功能模块。

10.根据权利要求8或9所述的数据串行传输控制方法，其中，所述仲裁模块根据仲裁协议对子功能模块的数据传输请求进行仲裁排序，按照仲裁排序进行数据传输，以保证多个数据传输请求的有序执行。