fpga设计方案1 (1).doc
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fpga设计方案1 (1).doc
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FPGA设计方案
一、功能概述
业务接口模块FPGA实现以下功能:
l与MCU通信的模块
l业务接口模块的初始化信息模块
l控制以太网芯片通信的模块
l与610通信的模块
二、结构框图
FPGA设计总体框图如图1所示,包括四大模块块:
与MCU通信的SSP模块、业务接口模块的初始化信息控制CTR_LOCAL模块、与以太网芯片通信的CTR_ETH的模块和与610通信的CRT_OMI模块。
图1FPGA设计的总体框图
三、接口说明
表1输入输出接口说明表:
信号名称
IO方向
信号说明
MCU_SS
I
网管监控模块MCU输给业务接口模块FPGA的片选信号,低电平有效。
MCU_SCLK
I
网管监控模块MCU输给业务接口模块FPGA的时钟信号,上升/下降沿采集数据。
MCU_MOSI
I
网管监控模块MCU输给业务接口模块FPGA的数据。
MCU_MISO
O
业务接口模块FPGA输出给网管监控模块MCU的数据。
FPGA_INT
O
业务接口模块FPGA输出给网管监控模块MCU的中断信号,低电平有效。
OMI_RCLK
I
PVG610的OMI给业务接口模块FPGA的接收时钟,上升/下降沿采集数据。
OMI_RXD
I
PVG610的OMI给业务接口模块FPGA的数据信号
OMI_TCLK
I
PVG610的OMI给业务接口模块FPGA的发送时钟,上升/下降沿采集数据。
OMI_TXD
O
业务接口模块FPGA给PVG610的OMI的数据信号
CS_ETH
O
ETH芯片的片选信号,低电平有效
SCLK_ETH
O
业务接口模块FPGA给ETH芯片的时钟
MOSI_ETH
O
业务接口模块FPGA给发送数据ETH芯片
MISO_ETH
I
业务接口模块ETH芯片发送数据给FPGA
四、各模块功能、接口及时序说明
4.1FPGA与MCU通信模块
图2FPGA与MCU通信模块框图
MCU与FPGA之间传输数据方式为SPI,MCU作主片,FPGA为从片;业务接口模块需要中断时,由FPGA产生中断请求信号。
SSPI—INSTREG表示指令寄存器,FPGA对该寄存器中的指令进行解析
4.1.1指令解析单元
1.设计框图
图3指令解析单元框图
2.实现方案
MCU_CS有效,接收单元接收数据,第一个字节接收完毕后FIR_BYTE_RECIED有效,使能指令解析单元,接受的第一个自己放入指令解析单元的指令寄存器。
表2标识位含义说明表:
r/w
A0
A1
使能信号(高有效)
0
0
0
wren_OMI
1
0
0
rden_OMI
0
0
1
wren_ETH
1
0
1
rden_ETH
1
1
x
rden_LOCAL
4.1.2数据接收单元
图4SSP模块接收数据单元
4.1.3数据发送单元
图5SSP模块接收数据单元
4.1.4中断产生单元
图6SSP模块中断产生单元
4.2业务接口模块初始信息模块
图7业务接口模块初始信息模块框图
系统上电后,控制单元发中断信号LOCAL_CONF_INT,MCU响应该中断后,该控制单元收到rden_LOCAL有效信号时,产生rd_en,按照时钟rd_clk读出INIT_CONF_ROM中的业务接口模块的初始配置信息,并送到SSP_TX单元。
由于INIT_CONF_ROM中的数据时预先存的,在控制单元中设置一个减计数器LOCAL_rd_cnt,它的初始值为要读的数据个数,当该计数器为LOCAL_rd_cnt=0时,rd_en为低,配置信息发送完毕。
4.3FPGA与ETH芯片通信模块
图8FPGA与ETH芯片通信设计框图
4.3.1给ETH芯片发送数据模块
图9给ETH芯片发送数据的实现框图
4.3.1读ETH芯片配置信息模块
图10读ETH芯片配置信息实现框图
4.4FPGA与PVG610的OMI通信模块
图11FPGA与PVG610的OMI通信
4.4.1发OMI数据的设计与实现
图12发OMI数据的实现框图
4.4.2收OMI数据的设计与实现
图13收OMI数据的实现框图
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