[发明专利]一种基于FPGA的总线状态监视系统和方法

摘要

本发明涉及一种基于FPGA的总线状态监视系统，包括数据采集模块、数据发送模块、外围电路模块和烧写与调试模块。数据采集模块和数据发送模块是所述监视系统的核心，由一块FPGA芯片实现。一种总线状态的监视方法，主要包括：步骤一，数据采集；步骤二，数据处理与存储；步骤三，数据发送。本系统的处理和控制核心只有一个FPGA芯片，克服了传统监视设备需要计算机或嵌入式系统等复杂控制设备的缺点。数据存储也只使用FPGA的内部存储器，解决了由于使用外部存储器而造成速度不匹配等问题。边采集边处理，实时性好。不仅可以对分离的数据、地址总线进行监测，还可以完成数据/地址复用总线的监测功能。

主权项

一种基于FPGA的总线监视系统，其特征在于，包括：数据采集模块、数据发送模块、外围电路模块和烧写与调试模块；数据采集模块和数据发送模块是所述监视系统的核心，由一块FPGA芯片实现，外围电路模块和烧写与调试模块是系统的辅助电路；其中，数据采集模块经FPGA芯片的IO口线与待监视系统的总线相连，主要用来采集待监视系统总线上的信息，即把数据总线、地址总线、控制总线或者数据/地址复用总线上的信号输入到FPAGA中，FPGA根据输入的信息，结合控制总线的协议信息将数据直接存入到FPGA内部的存储器中，并利用FPGA的可编程性，将这些高、低电平翻译成地址、数据和命令；数据发送模块的作用是将采集的数据以串行形式发送出去，其功能由FPGA内部的串口电路完成；数据发送模块通过FPGA的RXD0管脚和TXD0管脚与外部设备连接；为了实现FPGA与外部串口通讯设备之间工作电压的匹配，在数据发送模块和外部串口通讯设备之间增加一级电平转换电路；外围电路模块主要包括电源、晶振和电平转换电路；电源电路将输入的+5V电压转换成+3.3V和+1.5V两种直流电源为各个模块和FPGA供电；晶振采用180M的高速晶振，为FPGA提供时钟脉冲；烧写与调试模块的功能是将程序软件烧写到FPGA中，并完成软件的调试功能；该模块为FPGA的运行提供了两种模式：AS烧写模式和JTAG下载模式；在使用AS模式时，所用到的配置存储器为EPCS配置存储器。