本實用新型涉及一種板卡轉(zhuǎn)接接口，尤其涉及一種基于FPGA的PCIE總線橋接口。

背景技術(shù)：

在嵌入式系統(tǒng)中，為了越來越滿足外部設(shè)備對總線的帶寬要求，PCI-Express(以下簡稱PCIE)作為新一代的總線和接口得到了廣泛的應(yīng)用，其主要特點是數(shù)據(jù)傳輸率高、兼容性好、具備多種規(guī)格。市面上一些主流處理器(例如DSP、ARM、PowerPC)都能夠很好的支持的PCIE。但是在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，隨著對成本的要求、對集成度的要求、以及實時性要求的提高。目前主要會面臨以下幾個問題：1、處理器通過PCIE總線訪問一些不支持PCIE的外部設(shè)備時，往往需要額外的PCIE轉(zhuǎn)接板卡或者PCIE轉(zhuǎn)接芯片，如圖1所示。2、在一些嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，處理器的專用總線接口(I2C/SPI/UART/CAN等)往往不夠用，需要額外的擴展。這也需要能夠支持不同總線之間轉(zhuǎn)接的功能(總線橋)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)接功能通常是需要專用轉(zhuǎn)接板或轉(zhuǎn)接芯片，在一定程度上會增加設(shè)計的復(fù)雜性，也會提高設(shè)計的成本，同時也不利于產(chǎn)品的調(diào)試與維護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于FPGA的PCIE總線橋接口，能夠替換了原先的PCIE轉(zhuǎn)接板卡與轉(zhuǎn)接芯片，通過不同的總線和各種非PCIE設(shè)備相連，連接方便且易于擴展。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種基于FPGA的PCIE總線橋接口，包括CPU模塊，其中，所述CPU模塊通過PCIE總線和可編程芯片相連，所述可編程芯片通過不同的總線和相對應(yīng)的外部設(shè)備相連，所述可編程芯片和外部設(shè)備的連接總線上設(shè)有上拉調(diào)節(jié)電阻、下拉調(diào)節(jié)電阻或匹配電容，所述不同的總線包括I2C總線、SPI總線、UART總線、CAN總線和/或PCI總線。

上述的基于FPGA的PCIE總線橋接口，其中，所述可編程芯片為FPGA模塊或CPLD模塊，所述CPU模塊為DSP控制器、ARM控制器或PowerPC控制器。

本實用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本實用新型提供的基于FPGA的PCIE總線橋接口，將CPU模塊通過PCIE總線和可編程芯片相連，利用可編程芯片通過不同的總線和各種非PCIE設(shè)備相連，替換了原先的PCIE轉(zhuǎn)接板卡與轉(zhuǎn)接芯片；連接方便且易于擴展。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有PCIE通用總線橋轉(zhuǎn)接板卡電路方框示意圖；

圖2為本實用新型基于FPGA的PCIE總線橋接口電路方框示意圖；

圖3為本實用新型FPGA的內(nèi)部連接處理示意圖；

圖4為本實用新型FPGA和外部設(shè)備的連接總線上設(shè)置匹配電容示意圖；

圖5為本實用新型FPGA和外部設(shè)備的連接總線上設(shè)置上下拉電阻示意圖。

圖中：

1CPU模塊 2FPGA模塊 3非PCIE設(shè)備

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。

圖2為本實用新型基于FPGA的PCIE總線橋接口電路方框示意圖；圖3為本實用新型FPGA的內(nèi)部連接處理示意圖。

請參見圖2和圖3，本實用新型提供的基于FPGA的PCIE總線橋接口，包括CPU模塊1，所述CPU模塊1為DSP控制器、ARM控制器或PowerPC控制器，其中，所述CPU模塊1通過PCIE總線和可編程芯片相連，所述可編程芯片通過不同的總線和相對應(yīng)的外部設(shè)備相連，所述可編程芯片和外部設(shè)備的連接總線上設(shè)有上拉調(diào)節(jié)電阻、下拉調(diào)節(jié)電阻或匹配電容，所述不同的總線包括I2C總線、SPI總線、UART總線、CAN總線和/或PCI總線。所述可編程芯片為FPGA模塊2或CPLD模塊，通過不同的總線連接各種非PCIE設(shè)備3。

本實用新型利用FPGA模塊2的可編程性、靈活性、并行性、數(shù)據(jù)的高速運算與傳輸性完成PCIE總線的橋接功能。各個非PCIE設(shè)備3通過各自的總線與FPGA模塊2相連，這些總線協(xié)議可以是I2C/SPI/UART/CAN/PCI等。根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過FPGA編程可以實現(xiàn)靈活配置；利用FPGA內(nèi)部豐富的可編程資源實現(xiàn)的PCIE總線橋功能。

FPGA具有可編程輸入/輸出管腳單元(簡稱I/O管腳)，是FPGA芯片與外界電路的接口部分，完成不同電氣特性下對輸入與輸出信號的驅(qū)動與匹配要求。FPGA內(nèi)部這些I/O管腳按組分類，每組能夠獨立的支持不同的I/O電氣標(biāo)準(zhǔn)，利用FPGA開發(fā)工具可以靈活的適配不同的電器標(biāo)準(zhǔn)與I/O物理特性，也可以調(diào)準(zhǔn)連接總線上的上拉調(diào)節(jié)電阻、下拉調(diào)節(jié)電阻或匹配電容，如圖4和圖5所示；從而可以一一配對相連而不需要額外的接口電路。

本實用新型的具體優(yōu)點如下：第一、利用可編程芯片F(xiàn)PGA實現(xiàn)的PCIE總線橋接功能，在構(gòu)建系統(tǒng)時可以省去PCIE轉(zhuǎn)接板卡以及一些PCIE專用轉(zhuǎn)接芯片，只需要一片F(xiàn)PGA芯片，從而省去了設(shè)計成本。第二、FPGA具備高可編程性，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)PCIE不同的規(guī)格、非PCIE設(shè)備的數(shù)量、以及外部設(shè)備不同的總線協(xié)議進行靈活的配置。第三、FPGA提供了完善的開發(fā)環(huán)境，具備現(xiàn)場可升級。在開發(fā)過程中方便產(chǎn)品的升級以及維護。第四、利用高速并行運算的FPGA構(gòu)建的PCIE總線橋接口，相比市場上一些通用的PCIE轉(zhuǎn)接板卡或芯片可以最大程度發(fā)揮總線橋的轉(zhuǎn)接效率。

雖然本實用新型已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實用新型的保護范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。