[发明专利]一种基于FPGA的USB接口互联方法及系统

说明书

本发明涉及数据传输领域，具体提供一种基于FPGA的USB接口互联方法及系统。该系统包含FPGA和若干带有USB接口的芯片，FPGA中设置USB接口发送接收模块、USB协议解析模块、FIFO、报文分析模块和仲裁交换模块；若干带有USB接口的芯片与USB接口发送接收模块连接，实现数据的传送，根据数据中的参数，由仲裁交换模块选择数据的转发路径。与现有技术相比，本发明不仅可以实现各个芯片间的一些数据共享和互联，还使得该系统具有更高的灵活性以及更好的性能,具有良好的推广价值。

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体提供一种基于FPGA的USB接口互联方法及系统。

背景技术

FPGA(Field Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，具有很高的灵活性，同时FPGA有丰富的I/O引脚，相对于ASIC开发周期短，可靠性较高。

USB是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB接口可用于连接多达127种外设，如鼠标、调制解调器和键盘等。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的，自1996年推出后，已成功替代串口和并口，并成为当今个人电脑和大量智能设备的必配的接口之一。

目前在数据传输领域，普遍存在多个接口接多个端口时数据量较大传输速度慢且数据容易丢失的问题，另一方面，也存在优先级在线可配置性较低且灵活度不够高，数据之间的传送和转发灵活度也不够高的缺点，有待进一步改进。

发明内容

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种实用性强、基于FPGA的USB接口互联方法。

本发明进一步的技术任务是提供一种设计合理，安全适用的基于FPGA的USB接口互联系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于FPGA的USB接口互联方法，该方法涉及的设备有FPGA和若干带有USB接口的芯片，FPGA中设置USB接口发送接收模块、USB协议解析模块、FIFO、报文分析模块和仲裁交换模块。该方法的传输方式为：若干带有USB接口的芯片将数据分别发送至USB接口发送接收模块，USB接口发送接收模块接收数据并会计算数据中的CRC，根据数据中的CRC来判断数据是否正确；若接收数据有误就告知对端的芯片重新发送数据，若无误，USB接口发送接收模块将这些数据经USB协议解析模块发送至报文分析模块，报文分析模块将数据中参数提取出来，发送至仲裁交换模块，仲裁交换模块根据报文分析模块提取出来的参数选择数据的转发路径。

进一步的,所述若干带有USB接口的芯片指n块带有USB接口的芯片，n为大于等于1小于等于10的自然数。

进一步的,所述USB接口发送接收模块根据USB的接口时序模拟出USB的读写控制。

作为优选，所述的若干带有USB接口的芯片同时向USB接口发送接收模块发送数据，上述数据的格式为报文头+数据+报文尾，其中，所述报文头包含头部指示信号、源ID、目的ID和优先级，所述报文尾包括尾部指示信号和CRC。

进一步的，所述报文分析模块提取出来的参数包括源ID、目的ID和优先级。

进一步的，所述仲裁交换模块选择数据的转发路径时取决于报文分析模块提取的目的ID。

作为优选，所述仲裁模块进行数据处理时按照先到先处理的原则。

进一步的，先处理一组带有USB接口的芯片发送的数据时，其他带有USB接口的芯片发送的数据会缓存在FIFO中等待。

进一步的，在FIFO中储存的数据中若有不同源ID的芯片发送的数据同时到达时，仲裁交换模块优先处理的方式有3种，如下所示：