[发明专利]具有总线仲裁器的主从通信系统及通信方法

权利要求书

1.一种具有总线仲裁器的主从通信系统，所述主从通信系统用于实现主设备和从设备之间的通信，所述主设备和所述从设备的数量均在两个以上，其特征在于，所述总线仲裁器包括基于FPGA实现的动态地址分配模块，所述动态地址分配模块用于分配所述从设备映射于系统内存中的起始地址和空间大小，其中，所述起始地址和空间大小动态可调，所述总线仲裁器利用所述动态地址分配模块获得各个所述从设备映射于系统内存中的起始地址和空间大小，并对两个以上的所述主设备均向同一所述从设备发出的连接请求进行仲裁。

2.如权利要求1所述的主从通信系统，其特征在于，所述从设备的数量大于或等于所述主设备的数量。

3.如权利要求1所述的主从通信系统，其特征在于，所述动态地址分配模块配置有多个从设备起始地址寄存器和多个从设备地址空间寄存器，每个所述从设备起始地址寄存器配置为寄存一个所述从设备对应的起始内存地址，每个所述从设备地址空间寄存器配置为寄存一个所述从设备对应的内存地址空间。

4.如权利要求3所述的主从通信系统，其特征在于，对应于每个所述主设备，所述动态地址分配模块配置有与所述主设备相关的从设备起始地址寄存器和从设备地址空间寄存器，且各个所述主设备对应的所述从设备起始地址寄存器和从设备地址空间寄存器的数量动态可调。

5.如权利要求1所述的主从通信系统，其特征在于，所述总线仲裁器还包括基于所述FPGA实现的以下模块：

主设备解析模块，与所述主设备一一对应设置，所述主设备解析模块配置为解析并锁存来自对应的所述主设备的信号，还配置为向对应的所述主设备反馈来自所述从设备的响应信号；

从设备地址解析模块，与所述主设备一一对应设置，配置为从所述动态地址分配模块获得与对应的所述主设备相关的所述从设备的内存地址信息，还配置为调用所述主设备解析模块锁存的来自对应的所述主设备的信号，在多个从设备输出模块中选择要通信的一个，以建立通信通道；以及，

从设备输出模块，与所述从设备一一对应设置，所述从设备输出模块配置为向对应的从设备输出来自所述主设备的信号，并读取对应的从设备反馈的响应信号。

6.如权利要求5所述的主从通信系统，其特征在于，所述总线仲裁器还包括基于所述FPGA实现的主设备竞争模块，所述主设备竞争模块与所述从设备输出模块一一对应地设置于所述从设备地址解析模块与所述从设备输出模块之间，每个所述主设备竞争模块与各个所述从设备地址解析模块均连接；

其中，当两个以上的从设备地址解析模块均选择了同一个所述从设备进行通信时，与所述从设备对应的所述主设备竞争模块根据优先级规则来对所述从设备地址解析模块进行排序，并按照优先级顺序依次使各个所述从设备地址解析模块与所述从设备通信。

7.如权利要求5所述的主从通信系统，其特征在于，所述主设备解析模块解析并锁存的来自对应的所述主设备的信号包括写数据信号、读数据信号、地址信号、读写控制信号和使能信号。

8.如权利要求1至7任一项所述的主从通信系统，其特征在于，所述主从通信系统为基于FPGA和MCU内核配置的片上系统，所述MCU内核通过私有总线与所述动态地址分配模块交互，并利用所述MCU内核的可执行程序控制所述动态地址分配模块对所述从设备映射于系统内存中的起始地址和空间大小进行动态调节。

9.如权利要求8所述的主从通信系统，其特征在于，所述片上系统具有主设备总线和从设备总线，所述主设备通过相应的总设备总线与所述总线仲裁器连接，所述从设备通过相应的从设备总线与所述总线仲裁器连接。

10.一种通信方法，采用了如权利要求1至9任一项所述的主从通信系统，所述通信方法包括以下步骤：

对来自所述主设备的信号进行解析，判断所述主设备是否发出针对所述从设备的连接请求，若是，则向下执行，若否，则返回进行下一次判断；

向所述总线仲裁器发送来自所述主设备的信号，所述总线仲裁器判断要通信的从设备，并利用所述动态地址分配模块分配的所述从设备的内存地址分配信息，选择要通信的从设备并形成相应的通信通道；以及，

所述总线仲裁器从来自所述主设备的信号中获得读写控制信号，判断所述主设备对所述从设备执行的是读操作还是写操作，若是读操作，通过所述通信通道将所述从设备的数据信号发送给所述主设备，若是写操作，通过所述通信通道将所述主设备的数据信号发送给所述从设备。