CN103729322A

CN103729322A - 一种转换不同时序总线的系统及其通信方法

Info

Publication number: CN103729322A
Application number: CN201410000753.2A
Authority: CN
Inventors: 董武勤
Original assignee: Shanghai Feixun Data Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Feixun Data Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明公开了一种转换不同时序总线的系包含：处理器模块；与处理器模块通过第一总线连接的可编程门阵列；可编程门阵列的另一端连接多根第二总线。所述的可编程门阵列包含依次连接的第一总线从控制模块、存储器模块、第二总线控制器模块；与存储器模块连接的译码器模块；第一总线从控制模块与处理器模块连接；第一总线从控制模块用于将处理器模块的命令及数据发送至存储器模块；第二总线控制器模块用于将物理层芯片和/或交换机芯片的数据发送至存储器模块；存储器模块用于存储数据及命令；译码器模块用于将存储器模块中的数据及命令进行解码。本发明还公开了一种通信方法。本发明节省CPU的引脚资源及存储空间。

Description

一种转换不同时序总线的系统及其通信方法

技术领域

本发明涉及光网络通信领域中处理器与PHY芯片及Switch芯片之间的通信，具体涉及一种转换不同时序总线的系统及其通信方法。

背景技术

在光通信的设备OLT上，CPU（处理器）需要对PHY芯片和Switch芯片通过MDC/MDIO总线进行配置和状态的检测，但PHY芯片的MDC/MDIO总线和Switch的MDC/MDIO总线的时序是不同的，因而CPU直接采用这两种总线进行通信时，需要模拟两种不同的总线时序。

现有技术中采用CPU直接与PHY芯片和Switch芯片通过MDC/MDIO总线进行通信，则CPU需要模拟两种类型的MDC/MDIO总线时序，这不仅耗费了CPU资源，CPU在处理时也很不方便，其缺点主要体现在以下几个方面：

1、一个MDC/MDIO总线最少需要4个IO引脚，当有多个MDC/MDIO总线相连时，CPU就需要更多的引脚资源；

2、CPU在处理MDC/MDIO总线时序时，由于CPU运行的速率很高，一般时钟在几百兆赫兹，而MDC/MDIO总线一般运行在10MHz以内，因而如果采用CPU来处理MDC/MDIO总线协议的时序时，会大大占用CPU时序资源，不能充分发挥CPU的优势；

3、当连接两种MDC/MDIO总线时序（10GPHY芯片的MDC/MDIO总线接口协议和一般的MDC/MDIO总线协议有些区别）的接口时，CPU需要实现两种MDC/MDIO总线协议的时序，这增加了工作量，同时也需要增加额外的存储空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转换不同时序总线的系统及其通信方法，节省CPU的引脚资源及存储空间，方便操作。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：转换不同时序总线的系统，其特点是，包含：

处理器模块，用于发送数据及命令；

与处理器模块通过第一总线连接的可编程门阵列；

可编程门阵列的另一端连接多根第二总线；

所述的可编程门阵列用于转换第一总线与第二总线之间的协议并提供不同总线协议的帧结构。

所述的第一总线为RS485总线。

所述的第二总线为MDC/MDIO总线。

所述的多根第二总线至少连接一个物理层芯片和/或交换机芯片。

所述的可编程门阵列包含依次连接的第一总线从控制模块、存储器模块、第二总线控制器模块；

与存储器模块连接的译码器模块；

所述的第一总线从控制模块与处理器模块连接；

所述的第一总线从控制模块用于将处理器模块的命令及数据发送至存储器模块；

所述的第二总线控制器模块用于将物理层芯片和/或交换机芯片的数据发送至存储器模块；

所述的存储器模块用于存储数据及命令；

所述的译码器模块用于将存储器模块中的数据及命令进行解码。

一种用于上述转换不同时序总线的系统的处理器模块与物理层芯片的通信方法，其特点是，包含以下步骤：

处理器模块通过第一总线将数据及命令发送至第一总线从控制模块；第一总线从控制模块将数据及命令发送至存储器模块；译码器模块对存储器模块中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块接收解码后的数据及命令，通过第二总线并发送至物理层芯片；

物理层芯片通过第二总线将数据发送至第二总线控制器模块，第二总线控制器模块再将数据发送至存储器模块；译码器模块对存储器模块中的数据进行解码；第一总线从控制器模块接收解码后的数据，通过第一总线发送至处理器模块。

一种用于上述转换不同时序总线的系统的处理器模块与交换机芯片的通信方法，其特点是，包含以下步骤：

处理器模块通过第一总线将数据及命令发送至第一总线从控制模块；第一总线从控制模块将数据及命令发送至存储器模块；译码器模块对存储器模块中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块接收解码后的数据及命令，通过第二总线发送至交换机芯片；

交换机芯片通过第二总线将数据发送至第二总线控制器模块，第二总线控制器模块再将数据发送至存储器模块；译码器模块对存储器模块中的数据进行解码；第一总线从控制器模块接收解码后的数据，通过第一总线发送至处理器模块。

一种用于上述转换不同时序总线的系统的处理器模块与物理层芯片和交换机芯片的通信方法，其特点是，包含以下步骤：

处理器模块通过第一总线将数据及命令发送至第一总线从控制模块；第一总线从控制模块将数据及命令发送至存储器模块；译码器模块对存储器模块中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块接收解码后的数据及命令，通过第二总线按不同控制时序发送至物理层芯片和交换机芯片；

物理层芯片和交换机芯片通过第二总线将数据发送至第二总线控制器模块，第二总线控制器模块再将数据发送至存储器模块；译码器模块对存储器模块中的数据进行解码；第一总线从控制器模块接收解码后的数据，通过第一总线发送至处理器模块。

本发明一种转换不同时序总线的系统及其通信方法与现有技术相比具有以下优点：本发明通过可编程门阵列来实现物理层芯片和交换机芯片与处理器模块进行通信，大大节省了处理器模块的引脚资源；因为RS485总线只需要两个IO引脚资源，而MDC/MDIO总线的接口每个就需要4个IO引脚，如果有多个MDC/MDIO总线接口时，就需要大量的IO资源，相比之下，本发明可以大大节省处理器模块的IO引脚资源；可编程门阵列有大量的IO引脚资源和可编程的灵活性，因而对多种时序的控制非常方便，能够大大减轻处理器模块的负担，当处理器模块与后端设备进行通信时，只需把命令和后端设备的物理地址、寄存器地址通过RS485总线传输到可编程门阵列即可，处理器模块可以进行其他业务的处理；处理器模块不需要进行两种MDC/MDIO总线协议的控制操作，因而可以减少工作量，从而节省存储空间。

附图说明

图1为本发明一种转换不同时序总线的系统的整体结构示意图。

图2为可编程门阵列的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，转换不同时序总线的系统，其特征在于，包含：处理器模块1（CPU），用于发送数据及命令；与处理器模块1通过第一总线2（RS485总线）连接的可编程门阵列3；可编程门阵列3（Field－Programmable Gate Array，FPGA）的另一端连接多根第二总线4（MDC/MDIO总线）。多根第二总线4至少连接一个物理层芯片5（PHY芯片）和/或交换机芯片6（Switch芯片）；可编程门阵列3用于转换第一总线2与第二总线4之间的协议并提供不同总线协议的帧结构。

如图2所示，可编程门阵列3包含依次连接的第一总线从控制模块31、存储器模块32、第二总线控制器模块33；与存储器模块32连接的译码器模块34；第一总线从控制模块31与处理器模块1连接；第一总线从控制模块31用于将处理器模块1的命令及数据发送至存储器模块32；第二总线控制器模块33用于将物理层芯片5和/或交换机芯片6的数据发送至存储器模块32；存储器模块32用于存储数据及命令；译码器模块34用于将存储器模块32中的数据及命令进行解码。

一种处理器模块1与物理层芯片5的通信方法，包含以下步骤：

处理器模块1通过第一总线2将数据及命令发送至第一总线从控制模块31；第一总线从控制模块31将数据及命令发送至存储器模块32；译码器模块34对存储器模块32中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块33接收解码后的数据及命令，通过第二总线4并发送至物理层芯片5；

物理层芯片5通过第二总线4将数据发送至第二总线控制器模块33，第二总线控制器模块33再将数据发送至存储器模块32；译码器模块34对存储器模块32中的数据进行解码；第一总线从控制器模块31接收解码后的数据，通过第一总线2发送至处理器模块1。

一种处理器模块1与交换机芯片6的通信方法，包含以下步骤：

处理器模块1通过第一总线2将数据及命令发送至第一总线从控制模块31；第一总线从控制模块31将数据及命令发送至存储器模块32；译码器模块34对存储器模块32中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块33接收解码后的数据及命令，通过第二总线4发送至交换机芯片6；

交换机芯片6通过第二总线4将数据发送至第二总线控制器模块33，第二总线控制器模块33再将数据发送至存储器模块32；译码器模块34对存储器模块32中的数据进行解码；第一总线从控制器模块31接收解码后的数据，通过第一总线2发送至处理器模块1。

一种处理器模块1与物理层芯片5和交换机芯片6的通信方法，包含以下步骤：

处理器模块1通过第一总线2将数据及命令发送至第一总线从控制模块31；第一总线从控制模块31将数据及命令发送至存储器模块32；译码器模块34对存储器模块32中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块33接收解码后的数据及命令，通过第二总线4按不同控制时序发送至物理层芯片5和交换机芯片6；

物理层芯片5和交换机芯片6通过第二总线4将数据发送至第二总线控制器模块33，第二总线控制器模块33再将数据发送至存储器模块32；译码器模块34对存储器模块32中的数据进行解码；第一总线从控制器模块31接收解码后的数据，通过第一总线2发送至处理器模块1。

具体应用：处理器模块1采用型号为博通公司的BCM53003芯片，此芯片支持RS485总线，因而只需要对其进行配置就可以使用。第一总线从控制模块31（RS485从控制模块）采用的波特率是9600，系统提供的时钟信号为25MHz，因而首先需要对频率进行分频，满足第一总线从控制模块31（RS485从控制模块）传输速率为9600波特率的时钟，处理器模块1与RS485总线的接口有两个信号RX（接收）和TX（发送），此模块还负责把RS485总线传输来的数据存储到存储器模块32中，或者从存储器模块32中读出数据发送到RS485总线上，第一总线从控制模块31（RS485从控制模块）与存储器模块32之间是进行并行的数据传输，并且带有使能信号。

当处理器模块1要与后端的PHY芯片或者Switch芯片进行通信时，处理器模块1只需通过RS485总线按照预先定义好的帧格式，把命令和后端设备的物理地址、寄存器地址数据传输到可编程门阵列3即可，后面的事情由可编程门阵列3来进行处理；

存储器模块32包括命令寄存器和数据寄存器，译码器模块34首先读取命令寄存器中的数据，对数据进行译码，如果有处理器模块1发送过来的命令则启动第二总线控制器模块33（MDC/MDIO控制模块）执行命令，如果没有命令则继续读取命令寄存中的数据。

10GPHY芯片的MDC/MDIO协议的读写操作需要进行两次帧结构操作，首先是写寄存器的地址，再是读或者写操作数据，而Switch芯片的MDC/MDIO协议的读写操作只要操作一个帧结构就可以了，并且两种协议的起始标志也不同，因而在实现时，要在可编程门阵列3进行独立的设计两种协议的帧结构，可编程门阵列3在收到后端设备的地址数据后，自动进行判断要进行那种协议进行操作。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种转换不同时序总线的系统，其特征在于，包含：

处理器模块（1），用于发送数据及命令；

与处理器模块（1）通过第一总线（2）连接的可编程门阵列（3）；

可编程门阵列（3）的另一端连接多根第二总线（4）；

所述的可编程门阵列（3）用于转换第一总线（2）与第二总线（4）之间的协议并提供不同总线协议的帧结构。

2.如权利要求1所述的转换不同时序总线的系统，其特征在于，所述的第一总线（2）为RS485总线。

3.如权利要求2所述的转换不同时序总线的系统，其特征在于，所述的第二总线（4）为MDC/MDIO总线。

4.如权利要求3所述的转换不同时序总线的系统，其特征在于，所述的多根第二总线（4）至少连接一个物理层芯片（5）和/或交换机芯片（6）。

5.如权利要求3或4所述的转换不同时序总线的系统，其特征在于，所述的可编程门阵列（3）包含依次连接的第一总线从控制模块（31）、存储器模块（32）、第二总线控制器模块（33）；

与存储器模块（32）连接的译码器模块（34）；

所述的第一总线从控制模块（31）与处理器模块（1）连接；

所述的第一总线从控制模块（31）用于将处理器模块（1）的命令及数据发送至存储器模块（32）；

所述的第二总线控制器模块（33）用于将物理层芯片（5）和/或交换机芯片（6）的数据发送至存储器模块（32）；

所述的存储器模块（32）用于存储数据及命令；

所述的译码器模块（34）用于将存储器模块（32）中的数据及命令进行解码。

6.一种用于上述转换不同时序总线的系统的处理器模块（1）与物理层芯片（5）的通信方法，其特征在于，包含以下步骤：

处理器模块（1）通过第一总线（2）将数据及命令发送至第一总线从控制模块（31）；第一总线从控制模块（31）将数据及命令发送至存储器模块（32）；译码器模块（34）对存储器模块（32）中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块（33）接收解码后的数据及命令，通过第二总线（4）并发送至物理层芯片（5）；

物理层芯片（5）通过第二总线（4）将数据发送至第二总线控制器模块（33），第二总线控制器模块（33）再将数据发送至存储器模块（32）；译码器模块（34）对存储器模块（32）中的数据进行解码；第一总线从控制器模块（31）接收解码后的数据，通过第一总线（2）发送至处理器模块（1）。

7.一种用于上述转换不同时序总线的系统的处理器模块（1）与交换机芯片（6）的通信方法，其特征在于，包含以下步骤：

处理器模块（1）通过第一总线（2）将数据及命令发送至第一总线从控制模块（31）；第一总线从控制模块（31）将数据及命令发送至存储器模块（32）；译码器模块（34）对存储器模块（32）中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块（33）接收解码后的数据及命令，通过第二总线（4）发送至交换机芯片（6）；

交换机芯片（6）通过第二总线（4）将数据发送至第二总线控制器模块（33），第二总线控制器模块（33）再将数据发送至存储器模块（32）；译码器模块（34）对存储器模块（32）中的数据进行解码；第一总线从控制器模块（31）接收解码后的数据，通过第一总线（2）发送至处理器模块（1）。

8.一种用于上述转换不同时序总线的系统的处理器模块（1）与物理层芯片（5）和交换机芯片（6）的通信方法，其特征在于，包含以下步骤：

处理器模块（1）通过第一总线（2）将数据及命令发送至第一总线从控制模块（31）；第一总线从控制模块（31）将数据及命令发送至存储器模块（32）；译码器模块（34）对存储器模块（32）中的数据及命令进行解码；第二总线控制器模块（33）接收解码后的数据及命令，通过第二总线（4）按不同控制时序发送至物理层芯片（5）和交换机芯片（6）；

物理层芯片（5）和交换机芯片（6）通过第二总线（4）将数据发送至第二总线控制器模块（33），第二总线控制器模块（33）再将数据发送至存储器模块（32）；译码器模块（34）对存储器模块（32）中的数据进行解码；第一总线从控制器模块（31）接收解码后的数据，通过第一总线（2）发送至处理器模块（1）。