一種fpga高速讀取usb接口數(shù)據(jù)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法該具體過程為：步驟1.ARM初始化；步驟2.監(jiān)控FPGA初始化工作；步驟3.被傳數(shù)據(jù)參數(shù)提??；ARM處理器讀入U(xiǎn)SB外設(shè)被傳數(shù)據(jù)信息，計(jì)算傳輸次數(shù)；步驟4.啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸；步驟5.判斷FPGA準(zhǔn)備接收狀態(tài)；步驟6.組幀轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；步驟7.判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢；ARM處理器中的控制模塊計(jì)算所有數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，如果沒有完畢，轉(zhuǎn)入步驟5繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如果發(fā)送完畢，則停止發(fā)送數(shù)據(jù)；步驟8.結(jié)束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明采用ARM處理器間接實(shí)現(xiàn)FPGA讀取US?B設(shè)備的數(shù)據(jù)，大大降低FPGA控制和管理USB設(shè)備的工作量，從而節(jié)省FPGA的資源開銷，間接降低FPGA的成本開銷。
【專利說明】—種FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子設(shè)備的USB接口領(lǐng)域，尤其涉及一種基于FPGA實(shí)現(xiàn)USB接口高速獲取大容量數(shù)據(jù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]USB具有傳輸速率快、即插即用、靈活性高、成本低和簡(jiǎn)便易用等特點(diǎn)，USB接口越來越受消費(fèi)者、研究者的青睞，USB標(biāo)準(zhǔn)接口正逐漸取代其他接口，成為計(jì)算機(jī)外部設(shè)備應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)接口。而FPGA由于其具有高集成度、高速、可編程等優(yōu)點(diǎn)，推動(dòng)了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的單片化、自動(dòng)化發(fā)展，在超高速信號(hào)處理和實(shí)時(shí)測(cè)控方面有非常廣泛的應(yīng)用。因此，將FPGA與USB接口結(jié)合，使FPGA能夠通過USB接口實(shí)現(xiàn)高速讀取外部設(shè)備的數(shù)據(jù)己成為嵌入式電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要手段。
[0003]具有USB接口的設(shè)備可分為從設(shè)備和主設(shè)備。目前FPGA作為從設(shè)備，通過USB接口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)(通常指計(jì)算機(jī))的通信較為成熟，應(yīng)用較廣的方案為上位機(jī)通過CY68013芯片實(shí)現(xiàn)與FPGA之間的通信，由于上位機(jī)一般體積較大，它約束了以FPGA為主的便攜式嵌入式系統(tǒng)的推廣。目前FPGA作為主設(shè)備實(shí)現(xiàn)高速讀取U盤、SD卡、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)硬盤等USB設(shè)備的數(shù)據(jù)存在困難，其原因有二，一是FPGA作為主設(shè)備，在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)USB控制和傳輸協(xié)議較為困難，它需要實(shí)現(xiàn)USB底層傳輸協(xié)議，和USB控制協(xié)議；USB底層協(xié)議如果自己開發(fā)，工作量大，如果采用IP核，需要付專利費(fèi)；同時(shí)USB控制協(xié)議一般需要通過內(nèi)建一個(gè)CPU軟核來實(shí)現(xiàn)，這導(dǎo)致設(shè)計(jì)復(fù)雜，并且也占用較多的FPGA片上資源。二是FPGA外部采用專用USB芯片的解決方案。
[0004]典型的方案有兩種:第一種是集成了 USB控制器和USB收發(fā)器，但需自行實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)；另一種則是實(shí)現(xiàn)了包括文件系統(tǒng)在內(nèi)的所有USB讀取U盤所需的軟硬件，只需要FPGA發(fā)送命令進(jìn)行控制即可實(shí)現(xiàn)讀取U盤。
[0005]在這兩類方案中，CY7C67300集成度高，但其只支持USB1.1，傳輸速率較慢，同時(shí)需要FPGA對(duì)其進(jìn)行配置和控制和實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)，F(xiàn)PGA端的開發(fā)量較大。CH376支持USB2.0接口，是一個(gè)真正的單芯片解決方案。但CH376只支持FAT16 / 32文件系統(tǒng)，不支持NTFS文件系統(tǒng)，無法讀取大于4GB的大文件；同時(shí)CH376需要FPGA進(jìn)行配置和控制，因此需要實(shí)現(xiàn)CH376的控制邏輯并占用一定的FPGA資源而實(shí)際CH376芯片數(shù)據(jù)傳輸平均速度較慢，難以滿足高速傳輸要求。
[0006]鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法，該具體過程為:[0009]步驟I，ARM處理器初始化；
[0010]ARM處理器完成自身操作系統(tǒng)的加載，與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)部分的初始化工作，在USB外設(shè)插入后，完成USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)的加載；
[0011]步驟2，監(jiān)控FPGA初始化工作；
[0012]如果FPGA完成自身系統(tǒng)加載工作，F(xiàn)PGA會(huì)通過響應(yīng)線向ARM處理器發(fā)出響應(yīng)信號(hào)，表明已準(zhǔn)備好接受數(shù)據(jù)，此時(shí)ARM處理器會(huì)通過信號(hào)指示燈指示用戶進(jìn)入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段；
[0013]步驟3，被傳數(shù)據(jù)參數(shù)提取；
[0014]ARM處理器讀入U(xiǎn)SB外設(shè)被傳數(shù)據(jù)信息，計(jì)算傳輸次數(shù)；
[0015]步驟4，啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸；
[0016]ARM處理器將USB外設(shè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給FPGA ；
[0017]步驟5，判斷FPGA準(zhǔn)備接收狀態(tài)；
[0018]步驟6，組幀轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；
[0019]ARM處理器中的轉(zhuǎn)發(fā)模塊將待發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理，添加幀頭信息，包括是否最后一包數(shù)據(jù)以及有效數(shù)據(jù)長度，F(xiàn)PGA可以判定數(shù)據(jù)是否完全發(fā)送完畢以及提取每幀有效數(shù)據(jù)；
[0020]步驟7，判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢；
[0021]ARM處理器中的控制模塊計(jì)算所有數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，如果沒有完畢，轉(zhuǎn)入步驟5繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如果發(fā)送完畢，則停止發(fā)送數(shù)據(jù)；
[0022]步驟8，結(jié)束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；
[0023]在轉(zhuǎn)發(fā)完數(shù)據(jù)后，ARM處理器關(guān)閉對(duì)USB外設(shè)的操作，通過指示燈提示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。
[0024]進(jìn)一步，上述步驟4包括兩個(gè)過程，分別為從USB外設(shè)讀入ARM處理器的內(nèi)存緩存器以及將內(nèi)存緩存器的數(shù)據(jù)組幀轉(zhuǎn)發(fā)給FPGA兩個(gè)過程，
[0025]采用"乒乓方式"讀取USB外設(shè)數(shù)據(jù)，即，ARM處理器開辟兩個(gè)緩存空間，以便在進(jìn)行當(dāng)前緩存空間組幀發(fā)送的同時(shí)，ARM將USB外設(shè)數(shù)據(jù)讀入另一緩存空間。
[0026]進(jìn)一步，所述ARM處理器開辟第一緩存器和第二緩存器，所述ARM處理器監(jiān)控發(fā)送模塊是否發(fā)完第一緩存器的數(shù)據(jù)，如果未發(fā)完，等待數(shù)據(jù)發(fā)完；如果發(fā)送完畢，則向第一緩存器讀入新的數(shù)據(jù)，再判斷第二緩存器的數(shù)據(jù)是否發(fā)完，依此循環(huán)操作。
[0027]進(jìn)一步，在上述步驟5中，所述FPGA在發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)時(shí)判斷FPGA是否準(zhǔn)備好接收下一幀數(shù)據(jù)，如果未收到FPGA通過響應(yīng)線發(fā)來的準(zhǔn)備好接收信號(hào)，則繼續(xù)等待，直到FPGA準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)為止。
[0028]進(jìn)一步，在上述步驟6中，ARM處理器中的轉(zhuǎn)發(fā)模塊中傳輸?shù)膸^信息默認(rèn)長度為2字節(jié)，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
[0029]進(jìn)一步，所述ARM處理器和FPGA接口信號(hào)線包括片選信號(hào)、寫信號(hào)、響應(yīng)信號(hào)線、地址總線和數(shù)據(jù)總線，F(xiàn)PGA在完成初始化或接收完一幀數(shù)據(jù)后，通過響應(yīng)信號(hào)線向ARM處理器發(fā)出允許發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)，ARM處理器通過數(shù)據(jù)總線向FPGA發(fā)數(shù)據(jù)，同時(shí)向FPGA發(fā)出片選信號(hào)、寫信號(hào)和地址總線等輔助信息供FPGA正確接收數(shù)據(jù)用。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明的有益效果在于:1)本發(fā)明由于采用ARM處理器間接實(shí)現(xiàn)FPGA讀取USB設(shè)備的數(shù)據(jù)，大大降低FPGA控制和管理USB設(shè)備的工作量，從而節(jié)省FPGA的資源開銷，間接降低FPGA的成本開銷。
[0031]2)本發(fā)明由于采用ARM處理器乒乓方式傳輸數(shù)據(jù)并以幀格式方式通過并行總線發(fā)送給FPGA，可以實(shí)現(xiàn)FPGA高速讀取數(shù)據(jù)的功能，便于開展超大規(guī)模圖像尺寸的FPGA圖像處理；
[0032]3)本發(fā)明由于采用ARM處理器，ARM處理器便于移植，系統(tǒng)便于升級(jí)處理以兼容更多USB外設(shè)。
[0033]4)本發(fā)明由于ARM處理器和FPGA模塊之間數(shù)據(jù)總線采用8位、16位和32位可調(diào)位寬設(shè)計(jì)，適合不同類型的數(shù)據(jù)傳輸處理。
[0034]5)本發(fā)明中的FPGA只需簡(jiǎn)單處理，根據(jù)幀格式提取數(shù)據(jù)，相比之前的方法更為簡(jiǎn)潔，可以保證高速、實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明FPGA讀取USB設(shè)備數(shù)據(jù)裝置的示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明FPGA與ARM處理器之間連線示意圖；
[0037]圖3為本發(fā)明ARM處理器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組幀結(jié)構(gòu)置示意圖；
[0038]圖4為本發(fā)明ARM處理器控制轉(zhuǎn)發(fā)USB設(shè)備數(shù)據(jù)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0040]請(qǐng)參閱圖1所示，其為本發(fā)明FPGA讀取USB設(shè)備數(shù)據(jù)裝置的示意圖，該裝置包括數(shù)據(jù)讀取模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊、接收模塊和DDR模塊，其中，數(shù)據(jù)讀取模塊、控制模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊存儲(chǔ)在ARM處理器中，DDR模塊與FPGA連接。
[0041]所述數(shù)據(jù)讀取模塊與USB外設(shè)連接，用于從USB外設(shè)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，在用戶啟動(dòng)數(shù)據(jù)讀取功能后，數(shù)據(jù)讀取模塊根據(jù)預(yù)定的文件路徑，從USB外設(shè)打開指定的文件，獲取文件大小信息，并按預(yù)設(shè)置的數(shù)據(jù)塊大小依次讀取，直至讀完數(shù)據(jù)并關(guān)閉文件。
[0042]所述控制模塊，控制ARM處理器讀取并轉(zhuǎn)發(fā)USB外設(shè)中的數(shù)據(jù)，在進(jìn)入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作后，控制模塊采用"乒乓操作"模式負(fù)責(zé)將USB外設(shè)數(shù)據(jù)依次讀入內(nèi)存中開辟的第一緩存器和第二緩存器，即監(jiān)控發(fā)送模塊是否發(fā)完第一緩存器的數(shù)據(jù)，如果未發(fā)完，等待數(shù)據(jù)發(fā)完；如果發(fā)送完畢，則向第一緩存器讀入新的數(shù)據(jù)，再判斷第二緩存器的數(shù)據(jù)是否發(fā)完，依此循環(huán)操作；由于ARM處理器從USB外設(shè)讀入的數(shù)據(jù)速率比轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)速率快，因此，它不會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失。
[0043]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于將內(nèi)存中的第一緩存器和第二緩存器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給FPGA,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊根據(jù)所讀取的文件大小信息，判斷需要傳輸?shù)拇螖?shù)，每次按幀數(shù)據(jù)格式組幀，然后發(fā)送給FPGA接收端。
[0044]所述數(shù)據(jù)接收模塊，用于實(shí)現(xiàn)與ARM處理器之間的數(shù)據(jù)交互；FPGA將接收到的數(shù)據(jù)暫存于內(nèi)部開辟的RAM，如果只需處理少量數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA數(shù)據(jù)處理單元可以直接處理該部分?jǐn)?shù)據(jù)，如果需要處理大量的數(shù)據(jù)，如大尺寸圖像數(shù)據(jù)，則可將暫存于RAM的數(shù)據(jù)存入DDR高速緩存芯片以便實(shí)時(shí)處理。[0045]請(qǐng)參閱圖2所示，其為本發(fā)明FPGA與ARM處理器之間連線示意圖，本發(fā)明的ARM處理器和FPGA接口信號(hào)線包括片選信號(hào)、寫信號(hào)、響應(yīng)信號(hào)線、地址總線和數(shù)據(jù)總線，F(xiàn)PGA在完成初始化或接收完一幀數(shù)據(jù)后，通過響應(yīng)信號(hào)線向ARM處理器發(fā)出允許發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)，ARM處理器通過數(shù)據(jù)總線向FPGA發(fā)數(shù)據(jù)，同時(shí)向FPGA發(fā)出片選信號(hào)、寫信號(hào)和地址總線等輔助信息供FPGA正確接收數(shù)據(jù)用。
[0046]請(qǐng)參閱圖3所示，其為本發(fā)明ARM處理器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)組幀結(jié)構(gòu)置示意圖，本發(fā)明的幀格式，包括幀類型、擴(kuò)展位、幀有效數(shù)據(jù)長度和數(shù)據(jù)信息，其中幀類型占2位位寬，用于區(qū)分是否最后一幀數(shù)據(jù)。擴(kuò)展位用于今后功能擴(kuò)展，幀有效數(shù)據(jù)長度表示將轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)長度，數(shù)據(jù)信息為被傳的有效數(shù)據(jù)。
[0047]本發(fā)明中所述的FPGA選用xilinx公司的XC5VFX130T-1738芯片；所述的ARM處理器選用三星的S5V210芯片，它支持USb2.0協(xié)議，滿足高速傳輸要求；所述的FPGA存儲(chǔ)模塊選用美光公司的MT47H128M16HG芯片，單片存儲(chǔ)容量2Gbit，支持高速緩存，支持并聯(lián)以擴(kuò)大存儲(chǔ)容量。
[0048]請(qǐng)參閱圖4所示，其為本發(fā)明ARM處理器控制轉(zhuǎn)發(fā)USB設(shè)備數(shù)據(jù)流程圖，本發(fā)明的ARM處理器控制發(fā)送USB外設(shè)數(shù)據(jù)流程如下:
[0049]步驟I，ARM處理器初始化；
[0050]ARM處理器完成自身操作系統(tǒng)的加載，與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)部分的初始化工作，在USB外設(shè)插入后，完成USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)的加載。
[0051 ] 步驟2，監(jiān)控FPGA初始化工作；
[0052]如果FPGA完成自身系統(tǒng)加載工作，F(xiàn)PGA會(huì)通過響應(yīng)線向ARM處理器發(fā)出響應(yīng)信號(hào)，表明已準(zhǔn)備好接受數(shù)據(jù)，此時(shí)ARM處理器會(huì)通過信號(hào)指示燈指示用戶進(jìn)入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段。
[0053]步驟3，被傳數(shù)據(jù)參數(shù)提取；
[0054]ARM處理器讀入U(xiǎn)SB外設(shè)被傳數(shù)據(jù)信息，計(jì)算傳輸次數(shù)；
[0055]步驟4，啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸；
[0056]ARM處理器將USB外設(shè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給FPGA包括兩過程，即從USB外設(shè)讀入ARM處理器內(nèi)存緩存器以及將內(nèi)存緩存器的數(shù)據(jù)組幀轉(zhuǎn)發(fā)給FPGA兩過程，為了快速發(fā)送數(shù)據(jù)，需要采用"乒乓方式"讀取USB外設(shè)數(shù)據(jù)，S卩，ARM處理器開辟兩緩存空間，以便在進(jìn)行當(dāng)前緩存空間組幀發(fā)送的同時(shí)，ARM將USB外設(shè)數(shù)據(jù)讀入另一緩存空間，由于ARM處理器從USB外設(shè)數(shù)據(jù)讀入的速度比組幀發(fā)送給FPGA的速度快通過這樣處理不會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，并且可以提高整個(gè)系統(tǒng)讀取USB外設(shè)的速度。
[0057]數(shù)據(jù)組幀并行傳輸工作，ARM處理器采用并行傳輸模式向FPGA發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)位寬可以選用8位、16位和32位等，為了保證FPGA快速讀取數(shù)據(jù)，采用幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，ARM采用連續(xù)發(fā)送方式發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)。
[0058]步驟5，判斷FPGA準(zhǔn)備接收狀態(tài)；
[0059]由于FPGA接收一幀數(shù)據(jù)后需要根據(jù)需求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，為了保證FPGA準(zhǔn)確接收數(shù)據(jù)，需要在發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)時(shí)判斷FPGA是否準(zhǔn)備好接收下一幀數(shù)據(jù)，如果未收到FPGA通過響應(yīng)線發(fā)來的準(zhǔn)備好接收信號(hào)，則繼續(xù)等待，直到FPGA準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)為止。
[0060]步驟6，組幀轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；[0061 ] ARM轉(zhuǎn)發(fā)模塊將待發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理，添加幀頭信息，包括是否最后一包數(shù)據(jù)以及有效數(shù)據(jù)長度，為節(jié)省幀開銷，幀頭信息默認(rèn)長度為2字節(jié)，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。通過以上處理，F(xiàn)PGA可以判定數(shù)據(jù)是否完全發(fā)送完畢以及提取每幀有效數(shù)據(jù)。
[0062]步驟7，判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢；
[0063]ARM控制模塊計(jì)算所有數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，如果沒有完畢，轉(zhuǎn)入步驟5繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如果發(fā)送完畢，則停止發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0064]步驟8，結(jié)束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；
[0065]在轉(zhuǎn)發(fā)完數(shù)據(jù)后，ARM處理器關(guān)閉對(duì)USB外設(shè)的操作，通過指示燈提示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。
[0066]本發(fā)明中的FPGA只需簡(jiǎn)單處理，根據(jù)幀格式提取數(shù)據(jù)，相比之前的方法更為簡(jiǎn)潔，可以保證高速、實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)。
[0067]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，該具體過程為: 步驟1，ARM處理器初始化； ARM處理器完成自身操作系統(tǒng)的加載，與數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)部分的初始化工作，在USB外設(shè)插入后，完成USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)的加載； 步驟2，監(jiān)控FPGA初始化工作； 如果FPGA完成自身系統(tǒng)加載工作，F(xiàn)PGA會(huì)通過響應(yīng)線向ARM處理器發(fā)出響應(yīng)信號(hào)，表明已準(zhǔn)備好接受數(shù)據(jù)，此時(shí)ARM處理器會(huì)通過信號(hào)指示燈指示用戶進(jìn)入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)階段；步驟3，被傳數(shù)據(jù)參數(shù)提取； ARM處理器讀入U(xiǎn)SB外設(shè)被傳數(shù)據(jù)信息，計(jì)算傳輸次數(shù)； 步驟4，啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸； ARM處理器將USB外設(shè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給FPGA ； 步驟5，判斷FPGA準(zhǔn)備接收狀態(tài)； 步驟6，組幀轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)； ARM處理器中的轉(zhuǎn)發(fā)模塊將待發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包處理，添加幀頭信息，包括是否最后一包數(shù)據(jù)以及有效數(shù)據(jù)長度，F(xiàn)PGA可以判定數(shù)據(jù)是否完全發(fā)送完畢以及提取每幀有效數(shù)據(jù)；步驟7，判斷數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢； ARM處理器中的控制模塊計(jì)算所有數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢，如果沒有完畢，轉(zhuǎn)入步驟5繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如果發(fā)送完畢，則停止發(fā)送數(shù)據(jù)； 步驟8，結(jié)束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)； 在轉(zhuǎn)發(fā)完數(shù)據(jù)后，ARM處理器關(guān)閉對(duì)USB外設(shè)的操作，通過指示燈提示數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，上述步驟4包括兩個(gè)過程，分別為從USB外設(shè)讀入ARM處理器的內(nèi)存緩存器以及將內(nèi)存緩存器的數(shù)據(jù)組幀轉(zhuǎn)發(fā)給FPGA兩個(gè)過程， 采用"乒乓方式"讀取USB外設(shè)數(shù)據(jù)，即，ARM處理器開辟兩個(gè)緩存空間，以便在進(jìn)行當(dāng)前緩存空間組幀發(fā)送的同時(shí)，ARM將USB外設(shè)數(shù)據(jù)讀入另一緩存空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述ARM處理器開辟第一緩存器和第二緩存器，所述ARM處理器監(jiān)控發(fā)送模塊是否發(fā)完第一緩存器的數(shù)據(jù)，如果未發(fā)完，等待數(shù)據(jù)發(fā)完；如果發(fā)送完畢，則向第一緩存器讀入新的數(shù)據(jù)，再判斷第二緩存器的數(shù)據(jù)是否發(fā)完，依此循環(huán)操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，在上述步驟5中，所述FPGA在發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)時(shí)判斷FPGA是否準(zhǔn)備好接收下一幀數(shù)據(jù)，如果未收到FPGA通過響應(yīng)線發(fā)來的準(zhǔn)備好接收信號(hào)，則繼續(xù)等待，直到FPGA準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，在上述步驟6中，ARM處理器中的轉(zhuǎn)發(fā)模塊中傳輸?shù)膸^信息默認(rèn)長度為2字節(jié)，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的FPGA高速讀取USB接口數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述ARM處理器和FPGA接口信號(hào)線包括片選信號(hào)、寫信號(hào)、響應(yīng)信號(hào)線、地址總線和數(shù)據(jù)總線，F(xiàn)PGA在完成初始化或接收完一幀數(shù)據(jù)后，通過響應(yīng)信號(hào)線向ARM處理器發(fā)出允許發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)，ARM處理器通過數(shù)據(jù)總線向FPGA發(fā)數(shù)據(jù)，同時(shí)向FPGA發(fā)出片選信號(hào)、寫信號(hào)和地址總線等輔助信息供FPGA正確接收 數(shù)據(jù)用。
【文檔編號(hào)】G06F13/38GK103838694SQ201410077587
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】姚引娣 申請(qǐng)人:西安郵電大學(xué)