一种基于AHB协议的路由通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于AHB协议的路由通信系统，属于AHB协议通信设备，本发明专利技术要解决的技术问题为如何避免FPGA板卡数量增多走线结构复杂，降低布线难度，减少资源消耗，采用的技术方案为：该系统包括数据处理器、数据转换FPGA板卡以及若干功能FPGA板卡，若干功能FPGA板卡分别通过AHB接口连接数据转换FPGA板卡，数据转换FPGA板卡通过AHB接口连接数据处理器；其中，数据处理器用于生成各个功能FPGA板卡的控制数据，并接收回传的采集数据；数据转换FPGA板卡用于路由通信，并缓存功能FPGA板卡和数据处理器发送的数据；功能FPGA板卡用于根据控制数据，实现数据采集和预处理，并上传预处理后的数据。的数据。的数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AHB协议的路由通信系统


[0001]本专利技术涉及AHB协议通信设备，具体地说是一种基于AHB协议的路由通信系统。

技术介绍

[0002]在高速数据传输与处理领域，具有AHB接口的FPGA板卡间的点对点通信，通常使用直接互联的方式实现。当FPGA板卡数量增多以后，直接互联的方式走线结构复杂，会造成资源的大量消耗。
[0003]故如何避免FPGA板卡数量增多走线结构复杂，降低布线难度，减少资源消耗是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术任务是提供一种基于AHB协议的路由通信系统，来解决如何何避免FPGA板卡数量增多走线结构复杂，降低布线难度，减少资源消耗的问题。
[0005]本专利技术的技术任务是按以下方式实现的，一种基于AHB协议的路由通信系统，该系统包括数据处理器、数据转换FPGA板卡以及若干功能FPGA板卡，若干功能FPGA板卡分别通过AHB接口连接数据转换FPGA板卡，数据转换FPGA板卡通过AHB接口连接数据处理器；
[0006]其中，数据处理器用于生成各个功能FPGA板卡的控制数据，并接收回传的采集数据；
[0007]数据转换FPGA板卡用于路由通信，并缓存功能FPGA板卡和数据处理器发送的数据；
[0008]功能FPGA板卡用于根据控制数据，实现数据采集和预处理，并上传预处理后的数据。
[0009]作为优选，所述数据转换FPGA板卡包括路由模块，功能FPGA板卡通过AHB接口连接路由模块，路由模块通过AHB接口连接数据处理器。
[0010]更优地，所述路由模块采用静态优先级策略，固定每个接口的优先级，端口号越低，优先级越高；路由方式采用地址路由，每个AHB接口从低到高划分不同的地址区间。
[0011]作为优选，所述数据转换FPGA板卡还包括数据缓存DDR模块以及状态指示模块，数据缓存DDR模块和状态指示模块分别连接路由模块。
[0012]更优地，所述数据缓存DDR模块采用DDR芯片，根据地址将DDR存储空间等分成(N+1)份，对应数据处理器和功能FPGA板卡，缓存读取的数据位置。
[0013]更优地，所述状态指示模块为LED灯阵列，指示每个AHB接口、数据缓存DDR模块和路由模块的工作状态，正常工作为常亮，否则熄灭。
[0014]更优地，所述功能FPGA板卡或数据处理器连接AHB接口成功时，LED灯阵列点亮，且发送数据时，LED灯阵列闪烁。
[0015]更优地，所述路由模块为每个AHB接口设定两个寄存器，分别为读写数据使能寄存器和读取数据长度寄存器。
[0016]更优地所述路由模块的工作过程具体如下：
[0017]S1、任一功能FPGA板卡A发起向其余任一功能FPGA板卡B的数据发送，功能FPGA板卡A向路由模块发送功能FPGA板卡B的通信地址；
[0018]S2、路由模块检测功能FPGA板卡B是否处于繁忙状态，同时检测功能FPGA板卡A向功能FPGA板卡B写入数据，是否为当前写入功能FPGA板卡B的最高优先级：
[0019]①
、若功能FPGA板卡B空闲，且功能FPGA板卡A的写入具有最高优先级，则执行步骤S3；
[0020]②
、若否，则功能FPGA板卡A周期性的发送通信请求，直到获取路由模块的通信允许；
[0021]S3、路由模块将功能FPGA板卡A发送的数据长度写入功能FPGA板卡A对应的读取数据长度寄存器，将功能FPGA板卡A对应的读写数据使能寄存器的写数据标志置位为高，并将功能FPGA板卡A和功能FPGA板卡B标记为繁忙状态；
[0022]S4、功能FPGA板卡A开始发送数据，路由模块将收到的数据存储到数据缓存DDR模块中对应功能FPGA板卡B的存储空间；
[0023]S5、路由模块将功能FPGA板卡B对应的读写数据使能寄存器的写数据标志置位为高，并通知功能FPGA板卡B开始读取数据；
[0024]S6、当功能FPGA板卡A写完数据后，路由模块将功能FPGA板卡A的读写使能寄存器的写使能置位为低，并标记为空闲；
[0025]S7、当功能FPGA板卡B读完数据后，路由模块将功能FPGA板卡B的读写使能寄存器的读使能置位为低，并标记为空闲；
[0026]S8、以此类推，获知所有的通道的点对点数据发送方式。
[0027]其中，AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接，作为SoC的片上系统总线，它包括以下一些特性：单个时钟边沿操作；非三态的实现方式；支持突发传输；支持分段传输；支持多个主控制器；可配置32位～128位总线宽度；支持字节、半字和字的传输。AHB系统由主模块、从模块和基础结构(Infrastructure)3部分组成，整个AHB总线上的传输都由主模块发出，由从模块负责回应。基础结构则由仲裁器(arbiter)、主模块到从模块的多路器、从模块到主模块的多路器、译码器(decoder)、虚拟从模块(dummy Slave)、虚拟主模块(dummy Master)所组成。
[0028]本专利技术的基于AHB协议的路由通信系统具有以下优点：
[0029](一)本专利技术通过采用AHB路由通信的方式，减少了各个用于数据处理和控制的功能FPGA板卡的管脚和功率开销，降低了布线难度，减少了开发时间，具有较高的普适性；
[0030](二)本专利技术实现了任意不重合的多对接口，可实现同时的数据发送；
[0031](三)本专利技术可以将功能FPGA板卡和数据处理器替换成任意具有AHB接口的FPGA板卡，避免FPGA板卡数量增多走线结构复杂；
[0032](四)本专利技术的若干AHB接口对应的各个通道连接通信速度可存在差异性；
[0033](五)本专利技术实现了多个AHB接口的数据路由通信，构思简单、通用性高。
[0034]故本专利技术具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
附图说明
[0035]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0036]附图1为基于AHB协议的路由通信系统的结构框图。
具体实施方式
[0037]参照说明书附图和具体实施例对本专利技术的一种基于AHB协议的路由通信系统作以下详细地说明。
[0038]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AHB协议的路由通信系统，其特征在于，该系统包括数据处理器、数据转换FPGA板卡以及若干功能FPGA板卡，若干功能FPGA板卡分别通过AHB接口连接数据转换FPGA板卡，数据转换FPGA板卡通过AHB接口连接数据处理器；其中，数据处理器用于生成各个功能FPGA板卡的控制数据，并接收回传的采集数据；数据转换FPGA板卡用于路由通信，并缓存功能FPGA板卡和数据处理器发送的数据；功能FPGA板卡用于根据控制数据，实现数据采集和预处理，并上传预处理后的数据。2.根据权利要求1所述的基于AHB协议的路由通信系统，其特征在于，所述数据转换FPGA板卡包括路由模块，功能FPGA板卡通过AHB接口连接路由模块，路由模块通过AHB接口连接数据处理器。3.根据权利要求2所述的基于AHB协议的路由通信系统，其特征在于，所述路由模块采用静态优先级策略，固定每个接口的优先级，端口号越低，优先级越高；路由方式采用地址路由，每个AHB接口从低到高划分不同的地址区间。4.根据权利要求1所述的基于AHB协议的路由通信系统，其特征在于，所述数据转换FPGA板卡还包括数据缓存DDR模块以及状态指示模块，数据缓存DDR模块和状态指示模块分别连接路由模块。5.根据权利要求4所述的基于AHB协议的路由通信系统，其特征在于，所述数据缓存DDR模块采用DDR芯片，根据地址将DDR存储空间等分成(N+1)份，对应数据处理器和功能FPGA板卡，缓存读取的数据位置。6.根据权利要求4或5所述的基于AHB协议的路由通信系统，其特征在于，所述状态指示模块为LED灯阵列，指示每个AHB接口、数据缓存DDR模块和路由模块的工作状态，正常工作为常亮，否则熄灭。7.根据权利要求6所述的基于AHB协议的路由通信系统，其特征在于，所述功能FPGA板卡或数据处理器连接AHB接口成功时，LED灯阵列点...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，姜凯，赵鑫鑫，
申请(专利权)人：山东浪潮科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：