[发明专利]一种串行交互式传输扩展接口设计方法

权利要求书

1.一种串行交互式传输扩展接口设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)设计串行交互缓冲区单元，该单元由SoC中的FPGA设计实现，包括通用消息FIFO模块、中断消息FIFO模块和中断向量FIFO模块，具体实现如下：

①基于FPGA中的FIFO设计串行交互缓冲区单元，该串行交互缓冲区单元包括三组相互独立的FIFO，即通用消息FIFO模块、中断消息FIFO模块和中断向量FIFO模块；所述串行交互缓冲区单元向SoC中的软核开放串行交互缓冲区单元的控制、数据访问能力；

②通用消息FIFO模块具备同时读写功能，用于SoC中FPGA与软核间通用功能访问与数据交互，包括进行功能配置、状态查询、数据传输；采用“命令+应答”数据交互方式，即软核提交给FPGA的每个命令，都必须有一个应答；

③中断消息FIFO模块具备同时读写功能，用于优先处理因FPGA功能中断触发而产生的临时快速信息交互；中断消息FIFO模块的优先级高于通用消息FIFO模块；采用“命令+应答”数据交互方式，即软核提交给FPGA的每个命令，都必须有一个应答；最多可存储1个串行交互包单元；软核通过中断消息FIFO模块向FPGA发出命令后，在超时时间未到达前，必须等待FPGA的应答，期间不可以处理其它事务；

④中断向量FIFO模块不具备同时读写功能，只能由FPGA写入、软核读取，用于按序存储FPGA中断消息；

(2)设计串行交互包单元，该串行交互包单元是SoC中FPGA与软核间数据交互的基本元素，具体实现如下：

①串行交互包单元由15个32bit数据组成，由包头字段、长度字段、控制字字段、数据字字段、校验和字段、包尾字段组成，其中包头字段固定为十六进制559966AA、包尾字段固定为十六进制AA669955、长度字段为整个串行交互包的字节数，控制字字段的内容因FPGA与软核间数据交互的功能不同而不同，包括数据传输、指令下达、状态反馈、中断、错误判定与处理；数据字字段长度为10个32bit数据，其具体内容因控制字字段不同而不同；校验和字段为控制字字段与数据字字段内容之和的低32bit数据；

②FPGA与软核在使用串行交互包单元进行数据交互时，采取主从模式，即FPGA始终处于从模式，等待软核发送的串行交互包，并根据串行交互包的不同做出不同的回应；软核始终处于主模式，主动发起与FPGA间的数据交互；

③软核通过DMA读写和直接读写两种方式访问串行交互缓冲区单元，当软核从串行交互缓冲区单元中直接读写一个串行交互包的时间大于等于软核从串行交互缓冲区单元中DMA读写一个串行交互包的时间，包括DMA配置、DMA开启、DMA传输、DMA结束所需时间之和，此时软核采用DMA读写方式访问串行交互缓冲区单元，否则，采用直接读写方式。

2.如权利要求1所述的一种串行交互式传输扩展接口设计方法，该方法适用于Xilinx公司ZYNQ-7000SoC芯片。