[发明专利]一种基于FPGA的LPC与SPI及I2C转换适配器及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的LPC与SPI及I2C转换适配器及其实现方法，属于接口适配器，本发明要解决的技术问题为如何能够实现LPC接口与SPI接口以及其他接口的转换，读取存储BIOS的Flash的内容完成校验。技术方案为：（1）一种基于FPGA的LPC与SPI及I2C转换适配器，包括LPC模块、数据存储模块、接口选择模块、速率选择模块、地址映射模块、SPI模块和I2C模块，所述LPC模块分别连接地址映射模块和数据存储模块。（2）一种基于FPGA的LPC与SPI及I2C转换适配器的实现方法，该方法的步骤如下：通过地址映射模块将LPC模块传输的地址编码成SPI模块和I2C模块的地址、并传输到接口选择模块。

技术领域

本发明涉及接口适配器技术领域，具体地说是一种基于FPGA的LPC与SPI及I2C转换适配器及其实现方法。

背景技术

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

目前计算机无论是国产还是Intel、AMD等平台都配备了LPC接口，用于连接嵌入式控制器（EC）及扩展其他外设。市场上通用的LPC接口转换芯片都有一定的局限性，每一款产品的需求不一样，因此不能通用。基于TCM项目，需要完成国产平台的LPC接口到SPI接口的转换，用于读取存储BIOS的Flash的内容完成校验等处理。目前，市场上没有此类成熟芯片。

LPC（全名：Low Pin Count），97年Intel发布的取代传统ISA BUS的一种新接口规范。以往为了连接ISA扩充槽、适配器、ROM BIOS芯片、Super I/O等接口，南桥芯片必须保留一个ISA BUS，并且连通Super I/O芯片，以控制传统的外围设备。Intel所定义的PC接口，将以往ISA BUS的地址/数据分离译码，改成类似PCI的地址/数据信号线共享的译码方式，信号线数量大幅降低，工作速率由PCI总线速率同步驱动，虽然改良过的LPC接口一样维持最大传输值16MB/s，不过所需要的信号脚位数大幅降低25~30个，以LPC接口设计的Super I/O芯片、Flash芯片都能享有脚位数减少、体积微缩的好处，主板的设计也可以简化，这也就是取名LPC——Low Pin Count的原因。可接的设备：用LPC接口的SuperIO可以接鼠标、键盘、打印机、软驱等；有些Flash也用LPC接口。

SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器SPDR。外围设备包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCLK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线NSS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。

专利号为CN 104503936 A的专利文献公开了一种基于FPGA实现的RS232-I2C转换适配器的方法，该方法是利用FPGA的可编程性在FPGA内部搭建I2C模块、RS232模块，通过调整I2C模块速率参数和RS232模块速率参数来调整I2C的通信速率和RS232通信速度；利用FPGA的引脚数量多和FPGA模块的可重构性实现一个FPGA搭建多路RS232-I2C转换适配器。该专利只能实现RS232-I2C转换适配器，不能实现LPC与SPI及其它转换适配器。

由此可见，如何能够实现LPC接口与SPI接口以及其他接口的转换，读取存储BIOS的Flash的内容完成校验等处理是目前现有技术中存在的技术问题。

发明内容