CN110851393B - 一种带有Aurora接口的USB转换控制板卡及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据传输和存储领域，具体提供了一种带有Aurora接口的USB转换控制板卡。与现有技术相比，本发明的一种带有Aurora接口的USB转换控制板卡，包括Aurora互联控制器、ZYNQ SOC芯片、至少一个CYUSB3014芯片、至少一个USB PHY和至少一个DDR4；所述Aurora互联控制器与ZYNQ SOC芯片、CYUSB3014芯片和USB PHY依次连接，所述DDR4与ZYNQ SOC芯片连接。本发明带有Aurora接口的USB转换控制板卡设计简单，可扩展性强，为带有高速Aurora接口的板卡提供了一种可扩展的便携式的存储设备，从而提高了系统的存储容量。一种Aurora接口的USB转换控制方法实用性强，传输数据快捷，在数据传输和存储领域具有良好的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及数据输出和存储领域，具体提供一种Aurora接口和USB转换控制板卡及方法。
背景技术
ZYNQ SOC芯片包括PS端和PL端，将CPU功能和逻辑功能集合到一个芯片上，这种芯片功能强大，非常适合嵌入式领域的开发。
高速Aurora接口总线是一种高速串行总线，Aurora广泛用于需要背板、电路板间和芯片间连接的应用，对于带有可移动存储设备的系统，采用高速Aurora接口总线能提高移动存储设备的读写速度，具有很高的扩展性。但是，现有技术中尚缺少高速Aurora接口和USB的转换设备，这限制了移动存储设备的速度和容量提升。
发明内容
本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种设计合理，安全适用的带有Aurora接口的USB转换控制板卡。
本发明进一步的技术任务是提供一种实用性强的带有Aurora接口的USB转换控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带有Aurora接口的USB转换控制板卡，包括Aurora互联控制器、ZYNQ SOC芯片、至少一个CYUSB3014芯片、至少一个USB PHY和至少一个DDR4；
所述Aurora互联控制器与ZYNQ SOC芯片、CYUSB3014芯片和USB PHY依次连接，所述DDR4与ZYNQ SOC芯片连接。
进一步的，ZYNQ SOC芯片设置有Aurora接口控制器和至少一个USB并口，Aurora互联控制器与ZYNQ SOC芯片中的Aurora接口控制器连接，CYUSB3014芯片与ZYNQ SOC芯片中USB并口连接。
进一步的，ZYNQ SOC芯片包括PS端和PL端，PS端用于系统管理，PL端控制Aurora接口控制器。
进一步的，所述Aurora互联控制器用于连接多个带有Aurora接口的设备和进行相应的仲裁功能。
作为优选，所述的CYUSB3014芯片为USB3.0控制器，用于根据USB3.0协议发送和接收USB存储中的数据。
一种带有Aurora接口的USB转换控制方法，若干带有Aurora接口的设备与Aurora互联控制器进行数据交互，数据进入到Aurora互联控制器，Aurora互联控制器对进入的数据进行选择，将选择完成的Aurora接口报文数据发送到Aurora接口控制器，Aurora接口控制器根据Aurora接口协议对数据报文进行解析，将解析的数据从ZYNQ SOC芯片的PL端进入并根据要求存储在DDR中，DDR中的数据之后通过PL端的逻辑控制进入到CYUSB3014芯片中，CYUSB3014芯片将数据按照USB协议打包成USB数据包，并将这些数据经过USB PHY存储到可移动设备中。
进一步的，所述的ZYNQ SOC芯片包括PS端和PL端，PS端用于系统管理，系统管理包括系统状态监测、温度管理和扩展管理；
PL端负责控制Aurora接口控制器，DDR的缓存操作，数据带宽平衡转换。
进一步的，若可移动设备有若干个，PS端用于先在寄存器中存储设备的ID号，PL端实现仲裁器根据ID号来选择数据的通路。
进一步的，Aurora接口控制器是以PL端高速serdes为基础的Xilinx IP core实现的。
进一步的，CYUSB3014芯片是USB3.0控制器，用于根据USB3.0协议发送和接收USB存储中的数据。
本发明的带有Aurora接口的USB转换控制板卡及方法和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：
本发明带有Aurora接口的USB转换控制板卡设计简单，可扩展性强，为带有高速Aurora接口的板卡提供了一种可扩展的便携式的存储设备，从而提高了系统的存储容量。一种Aurora接口的USB转换控制方法实用性强，传输数据快捷，在数据传输和存储领域具有良好的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1是一种带有Aurora接口的USB转换控制板卡的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。
下面给出一个最佳实施例：
如图1所示，本实施例中的带有Aurora接口的USB转换控制板卡，包括Aurora互联控制器、ZYNQ SOC芯片、两个CYUSB3014芯片、两USB PHY和一个DDR4，其中，Aurora互联控制器选用FPGA板卡。
三个带有Aurora接口的设备与一个Aurora互联控制器连接，一个Aurora互联控制器与一个ZYNQ SOC芯片、两个CYUSB3014芯片和两个USB PHY依次连接，两个USB PHY后接两个USB3存储，其中，一个DDR4与ZYNQ SOC芯片连接。
ZYNQ SOC芯片设置有一个Aurora接口控制器和两个USB并口，Aurora互联控制器与ZYNQ SOC芯片中的Aurora接口控制器连接，两个CYUSB3014芯片分别与ZYNQ SOC芯片中两个USB并口连接。
ZYNQ SOC芯片包括PS端和PL端，PS端用于系统管理，PL端控制Aurora接口控制器。
其中，Aurora互联控制器用于连接多个带有Aurora接口的设备和进行相应的仲裁功能。
CYUSB3014芯片为USB3.0控制器，用于根据USB3.0协议发送和接收USB存储中的数据。
基于上述的控制板卡，其传输方法为：
本发明的SOC处理器采用XILINX的ZYNQ系列芯片,该系列处理器可根据需要PS端可扩展4个核心,内部采用AXI4总线互联PS端和PL端,能高速传输PS端和PL端的数据。
控制板卡工作时，三个带有Aurora接口的设备与FPGA板卡进行数据交互，数据进入到FPGA板卡中，FPGA板卡含有多个Aurora接口控制器，FPGA板卡中的Aurora接口控制器用于封装和解析Aurora接口的数据，FPGA板卡采用时分复用的办法，使数据可以依次通过FPGA板卡中的Aurora接口控制器。
将选择完成的Aurora接口报文数据发送到ZYNQ SOC中的Aurora接口控制器，ZYNQSOC中的Aurora接口控制器根据Aurora接口协议对数据报文进行解析，将解析的数据从ZYNQ SOC芯片的PL端进入并根据要求存储在DDR中，DDR中的数据之后通过PL端的逻辑控制进入到CYUSB3014芯片中，CYUSB3014芯片将数据按照USB协议打包成USB数据包，并将这些数据经过USB PHY存储到USB3存储1和USB3存储3中。
在进行存储到USB3存储1和USB3存储2时，PS端可以先在寄存器中存储设备的ID号，PL端中实现一个仲裁器根据ID号来选择数据的通路。
同样的，当数据从USB3存储1和USB3存储2中进入到控制板卡中时，数据经过CYUSB3014芯片将数据解析出来，根据PS端的控制信息将数据放入DDR4不同的内存空间中，高速Aurora接口控制器将数据打包成高速Aurora接口数据发送到高速Aurora接口网络中。
其中，ZYNQ SOC芯片包括PS端和PL端，PS端用于系统管理，系统管理包括系统状态监测、温度管理和扩展管理；PL端负责控制Aurora接口控制器，DDR的缓存操作，数据带宽平衡转换。
Aurora接口控制器是以PL端高速serdes为基础的Xilinx IP core实现的。
CYUSB3014芯片是USB3.0控制器，用于根据USB3.0协议发送和接收USB存储中的数据。
上述具体的实施方式仅是本发明具体的个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体的实施方式，任何符合本发明的带有Aurora接口的USB转换控制板卡及方法权利要求书的且任何所述技术领域普通技术人员对其做出的适当变化或者替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种带有Aurora接口的USB转换控制板卡，其特征在于，包括Aurora互联控制器、ZYNQ SOC芯片、两个CYUSB3014芯片、两USB PHY和一个DDR4，其中，Aurora互联控制器选用FPGA板卡；
三个带有Aurora接口的设备与一个Aurora互联控制器连接，一个Aurora互联控制器与一个ZYNQ SOC芯片、两个CYUSB3014芯片和两个USB PHY依次连接，两个USB PHY后接两个USB3存储，其中，一个DDR4与ZYNQ SOC芯片连接；
ZYNQ SOC芯片设置有一个Aurora接口控制器和两个USB并口，Aurora互联控制器与ZYNQ SOC芯片中的Aurora接口控制器连接，两个CYUSB3014芯片分别与ZYNQ SOC芯片中两个USB并口连接；
ZYNQ SOC芯片包括PS端和PL端，PS端用于系统管理，PL端控制Aurora接口控制器；
其中，Aurora互联控制器用于连接多个带有Aurora接口的设备和进行相应的仲裁功能；
CYUSB3014芯片为USB3.0控制器，用于根据USB3.0协议发送和接收USB存储中的数据。
2.一种带有Aurora接口的USB转换控制方法，其特征在于，三个带有Aurora接口的设备与FPGA板卡进行数据交互，数据进入到FPGA板卡中，FPGA板卡含有多个Aurora接口控制器，FPGA板卡中的Aurora接口控制器用于封装和解析Aurora接口的数据，FPGA板卡采用时分复用的办法，使数据依次通过FPGA板卡中的Aurora接口控制器；
将选择完成的Aurora接口报文数据发送到ZYNQ SOC中的Aurora 接口控制器，ZYNQSOC中的Aurora接口控制器根据Aurora接口协议对数据报文进行解析，将解析的数据从ZYNQ SOC芯片的PL端进入并根据要求存储在DDR中，DDR中的数据之后通过PL端的逻辑控制进入到CYUSB3014芯片中，CYUSB3014芯片将数据按照USB协议打包成USB数据包，并将这些数据经过USB PHY存储到USB3存储1和USB3存储3中；
在进行存储到USB3存储1和USB3存储2时，PS端先在寄存器中存储设备的ID号，PL端中实现一个仲裁器根据ID号来选择数据的通路；
同样的，当数据从USB3存储1和USB3存储2中进入到控制板卡中时，数据经过CYUSB3014芯片将数据解析出来，根据PS端的控制信息将数据放入DDR4不同的内存空间中，高速Aurora接口控制器将数据打包成高速Aurora接口数据发送到高速Aurora接口网络中；
其中，ZYNQ SOC芯片包括PS端和PL端，PS端用于系统管理，系统管理包括系统状态监测、温度管理和扩展管理；PL端负责控制Aurora接口控制器，DDR的缓存操作，数据带宽平衡转换；
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