[发明专利]一种用于多类型接口异构互联的高速串口通信方法

摘要

本发明属于异步串行通信技术领域，公开了一种用于多类型接口异构互联的高速串口通信方法，在FPGA内部实现发送单元和接收单元，其中，发送单元包括发送移位寄存器、发送数据缓冲区、本地选通开关、通道状态寄存器和通道号寄存器，接收单元包括接收选通开关、采样时钟计数器、接收移位寄存器和接收数据缓冲区，其特征在于，所述通信方法包括发送部分和接收部分，具有易设计，低功耗，高效率，高可靠性以及高灵活性的优点；相比于以太网、PCI Express和RAPIDIO协议，本发明方法能够有效降低信息传输过程中控制信息的复杂度，与RS‑422、RS‑422、CAN相比，本发明方法具有灵活性，且传输速率更高。

主权项

1.一种用于多类型接口异构互联的高速串口通信方法，在FPGA内部实现发送单元和接收单元，其中，发送单元包括发送移位寄存器、发送数据缓冲区、本地选通开关、通道状态寄存器和通道号寄存器，接收单元包括接收选通开关、采样时钟计数器、接收移位寄存器和接收数据缓冲区，其特征在于，所述通信方法包括发送部分和接收部分，具体过程为：(1)发送部分：步骤1.1，确定发送方包括N个通道，并从接收方指定的若干接收数据通道选择本地发送通道，所述本地发送通道为接收方指定的若干接收数据通道中的一个；本地发送通道的编号为本地通道号，然后根据该发送通道号使用本地选通开关选通本地通道号对应的通道；步骤1.2，确定待发送数据和本地通道状态，本地通道状态指接收方告知发送方能够用于发送数据的可选通道；然后将本地通道状态、本地通道号以及待发送数据分别写入对应通道状态寄存器、通道号寄存器和发送数据缓冲区；步骤1.3，对发送数据缓冲区中的待发送数据进行协议封装，将封装好的待发送数据记为协议帧；步骤1.4，将协议帧按字节依次写入发送移位寄存器，然后在进行向右移位的同时将发送移位寄存器中的最高位数据发送；(2)接收部分：步骤2.1，接收方接收具有高低电平变化的数据，记为串行数据；对串行数据进行时钟校准，得到时钟校准后的串行数据；步骤2.2，将时钟校准后的串行数据写入接收移位寄存器中作为寄存值，然后将接收移位寄存器中的寄存值并行输出，记为接收移位寄存器输出的并行数据；步骤2.3，解析接收移位寄存器输出的并行数据，分别得到发送方通道号、发送方通道状态和待接收数据，并将待接收数据写入接收数据缓冲区；步骤2.4，根据发送方通道号寄存器中寄存的发送方通道号将接收选通开关切换到对应通道，记为通道M，同时通过通道M将发送方通道状态寄存器中的信息读出；通道M为接收方N个通道中的一个；步骤2.5，根据发送方通道号寄存器中寄存的通道号M将接收选通开关切换到相应通道M，然后将接收数据缓冲区中的待接收数据通过该通道M送出。