一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于FPGA实现I I C多路切换的总线设备，包括前级FPGA器件上的多个I I C通道连接多个底板上的后级FPGA器件，后级FPGA器件的多个I I C通道连接多个移动终端从设备，形成两级的FPGA线路，使得该总线设备代替了传统的I I C切换器和集线器，能够解决I I C信号出现异常不能自行恢复的问题，一旦后端链路异常也不会对其他路I I C信号产生影响，具有隔离异常设备的作用，若主机端出现异常造成I I C时序未完成，导致信号异常时，FPGA可以检测到这种状态并进行超时释放总线，大大提高I I C通讯的可靠性。C通讯的可靠性。C通讯的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备


[0001]本技术涉及总线线路切换管理设备领域，特别涉及一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备。

技术介绍

[0002]在进行产品设计时，IIC总线是我们经常用到的可靠总线，随着产品复杂度的提升，有时我们需要支持更多的IIC设备，且这些设备都需要挂载在一路IIC总线下，例如现有的刀片式服务器，这些设备都通过一路IIC信号进行分时复用，这就需要管理控制板(主机端)与这些链路端设备(从机端)有多个IIC链路路进行通讯，且IIC链路还存在级联使用场景。
[0003]现有的IIC多路切换实现方式主要通过IIC切换器件或者集线器来实现，这两种器件都无安全保护机制，一旦出现问题直接影响整个链路的可靠性，且此类器件多级串并连使用时，出现问题需要分析整个链路的器件，不利于后期维护。
[0004]例如，如图1所示，目前最通用设计方案是使用IIC切换器或集线器，其使用多级切换器或集线器组合串并联的方式来实现主从端的IIC通讯。整个链路使用此类集成器件来实现IIC信号切换，由于此类器件的设计没有异常自动恢复的功能，一旦出现异常很容易影响到前后级的器件通讯，甚至出现IIC死锁现象，只能借助外部复位信号来实现链路恢复。在异常恢复和通道安全的方面无法做到完善，稳定性不足。

技术实现思路

[0005]为了克服目前现有的总线管理设备中链路稳定性不足的问题，本技术提供一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备。
[0006]本技术为解决上述技术问题，提供一技术方案如下：一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备，包括主控主机、背板及多个底板，所述主控主机与所述背板连接，所述背板上设有前级FPGA器件，所述前级FPGA器件设有多个第一IIC通道，一个所述第一IIC通道与一个所述底板连接；所述底板上设有后级FPGA器件，所述后级FPGA器件设有多个第二IIC通道，每个所述第二IIC通道连接一个终端从设备。
[0007]优选地，所述前级FPGA器件和所述后级FPGA器件的型号为GW1N
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LV4QN48C6/I5。
[0008]优选地，所述前级FPGA器件和所述后级FPGA器件的型号不同。
[0009]优选地，所述主控主机与所述背板通过信号线实现IIC信号传输。
[0010]与现有技术相比，本技术提供的一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备，具有以下优点：
[0011]1、本技术通过前级FPGA器件上的多个IIC通道(输出)连接多个底板上的后级FPGA器件，后级FPGA器件的多个IIC通道(输出)连接多个移动终端从设备，以形成两级的FPGA线路，使得该总线设备代替了传统的IIC切换器和集线器，FPGA由于其管脚的特殊性，每个管脚都可以进行单独使能控制，且管脚支持多种电平标准，使用方便，易于控制。具体
来说，使用FPGA的管脚来模拟IIC信号能够解决IIC信号出现异常不能自行恢复的问题，一旦后端链路异常也不会对其他路IIC信号产生影响，具有隔离异常设备的作用，且若主机端出现异常造成IIC时序未完成，导致信号异常时，FPGA可以检测到这种状态并进行超时释放总线，大大提高IIC通讯的可靠性。
[0012]2、采用FPGA器件，其基于FPGA的管脚数量众多，相比切换器和集线器的通道数来讲可以满足更多路IIC链路，不需要更多的集成器件来实现，大大降低了设计复杂性。
[0013]3、由于FPGA管脚口电源域可以多种选择，能够满足后端不同电平类型的IIC设备，不需要增加额外的电平转换器件，适用于更多类型的设备。
附图说明
[0014]图1为现有技术中通过切换器和集线器连接的总线设备的连接示意图。
[0015]图2为本技术第一实施例提供的一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备的连接示意图。
具体实施方式
[0016]为了使本技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0017]请参阅图2，本技术第一实施例提供一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备，包括主控主机、背板及多个底板，所述主控主机与所述背板连接，所述背板上设有前级FPGA器件，所述前级FPGA器件设有多个第一IIC通道，一个所述第一IIC通道与一个所述底板连接。所述底板上设有后级FPGA器件，所述后级FPGA器件设有多个第二IIC通道，每个所述第二IIC通道连接一个终端从设备。
[0018]可以理解，所述主控主机位于管理控制器板上，所述前级FPGA器件位于背板上，主控主机通过信号线与背板连接，以传递IIC信号。所述后级FPGA器件设置在底板上，且后级FPGA器件与底板一一对应，前级FPGA器件的一个IIC通道与一个后级FPGA器件连接作为输入，而后级FPGA器件的每个IIC通道作为输出连接至终端从设备上。
[0019]可以理解，前级FPGA器件上的多个IIC通道(输出)连接多个底板上的后级FPGA器件，后级FPGA器件的多个IIC通道(输出)连接多个移动终端从设备，以形成两级的FPGA线路。
[0020]可以理解，在本实施例中，所述前级FPGA器件和所述后级FPGA器件均采用型号为GW1N
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LV4QN48C6/I5的FPGA芯片，前级FPGA器件有12路IIC通道输出，后级FPGA器件有5路IIC通道输出。特别地，在一些其他的实施例中，所述前级FPGA器件和所述后级FPGA器件也可以采用不同型号的FPGA芯片，例如采用型号为GW1N
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LV9QN48C6/I5的FPGA芯片，或采用引脚数量更多的型号为GW1N
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LV4QN88C6/I5的FPGA芯片，或采用引脚数量更少的型号为GW1N
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LV4QN32C6/I5的FPGA芯片，也即引脚决定输出和输入的通道数量，用户可以根据需求来选择不同型号的FPGA芯片。或在一些其他实施例中，用户也可以选择前级FPGA器件和所述后级FPGA器件的型号不同，例如，前级FPGA器件选择型号为GW1N
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LV4QN48C6/I5的FPGA芯片，后级FPGA器件选择型号为GW1N
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LV9QN48C6/I5的FPGA芯片，用户可以灵活选择前级FPGA器
件和所述后级FPGA器件的型号，只要可以形成上述两级的FPGA线路实现信号传输即可，在此不再赘述。
[0021]请继续参阅图2，在本实施例中，以前级FPGA器件和后级FPGA器件均采用型号为GW1N
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LV4QN48C6/I5的FPGA芯片来进行功能的示例说明：
[0022]主控端(主控主机)出一组IIC总线，设备1
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60为从设备，IIC链路分布在背板及12路底板节点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA实现IIC多路切换的总线设备，其特征在于：包括主控主机、背板及多个底板，所述主控主机与所述背板连接，所述背板上设有前级FPGA器件，所述前级FPGA器件设有多个第一IIC通道，一个所述第一IIC通道与一个所述底板连接；所述底板上设有后级FPGA器件，所述后级FPGA器件设有多个第二IIC通道，每个所述第二IIC通道连接一个终端从设备。2.如权利要求1中所述基于FPGA实现IIC多路切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国，康万龙，晏阳新，周承锋，黄毅飞，周志虎，蔡忠定，王伟，
申请(专利权)人：深圳市瑞驰信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：