CN205249246U - 一种数据交换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种数据交换电路，包括FPGA芯片和ARM芯片，所述FPGA芯片和ARM芯片通过GPMA总线相连接，所述FPGA芯片还连接有EPCS64模块、LED指示灯、第一网口芯片、第二网口芯片和JTAG通讯模块，所述ARM芯片连接有USB接口、SDcard扩展接口、RS485接口、UART接口和多个以太网控制芯片。本实用新型的有益效果是结构简单，采用不同的总线方式，足够多的数据交换接口，使用不同的网口芯片对外接口丰富、易于直接引用，实现过程简单，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型属于数据传输技术领域，尤其是涉及一种数据交换电路。
背景技术
高速、高精、开放式与智能化是数控技术的发展趋势，传统基于模拟接口的数控系统因其单向通信及存在干扰等问题，越来越凸显出局限性。而基于现场总线的数控系统因具有分布式控制及全数字通信等优点，能满足高速、高精、开放式与智能化的控制需求。数控系统中的主要部件包括数字控制器、伺服驱动器以及IO设备等。现场总线的主设备以总线通信板卡的形式插入数控装置，从设备一般直接在伺服驱动器的硬件板上实现，主设备和设备通过现场总线进行通信。总线通信板卡数据读写接口的实现方式依据平台而定，其在PC平台上的实现大多采用的是成熟的PCI接口，而在嵌入式平台上则很少有类似的成熟接口可用，即使有也需要复杂的电路或专用芯片的支持。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术不足，提供一种数据交换电路，结构简单，采用不同的总线方式，足够多的数据交换接口，使用不同的网口芯片对外接口丰富、易于直接引用，实现过程简单，成本低廉。
本实用新型的技术方案是：一种数据交换电路，包括FPGA芯片和ARM芯片，所述FPGA芯片和ARM芯片通过GPMA总线相连接，所述FPGA芯片还连接有EPCS64模块、LED指示灯、第一网口芯片、第二网口芯片和JTAG通讯模块，所述ARM芯片连接有USB接口、SDcard扩展接口、RS485接口、UART接口和多个以太网控制芯片。
进一步，所述FPGA芯片包括MII数据接收模块、MII数据发送模块、时钟管理模块、嵌入式双端口RAM模块和GPMC通信模块，所述MII数据接收模块、MII数据发送模块、时钟管理模块和GPMC通信模块分别与嵌入式双端口RAM模块连接。
进一步，所述第一网口芯片采用RTL8305以太网交换控制芯片，所述第二网口芯片采用RTL8201以太网交换控制芯片。
进一步，所述FPGA芯片通过第一网口芯片连接多个接口RJ45。
进一步，所述FPGA芯片通过第一网口芯片连接接口RJ45。
进一步，所述ARM芯片通过以太网控制芯片连接有接口RJ45，所述以太网控制芯片采用型号为LAN9220芯片。
进一步，所述ARM芯片通过GPMA总线多个以太网控制芯片连接。
进一步，所述FPGA芯片还连接有电源模块。
本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，该电路主要应用于多接口的数据交换。该电路使用GPMC总线方式控制，完成对该总线的技术积累；同时为方便与其他工程连接，预留RS232接口、RS485接口、USB接口、UART接口通信等方式。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构示意图；
图2是本实用新型的FPGA芯片内部电路结构原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做详细说明。
如图1-图2本实用新型的结构示意图所示，本实用新型提供一种数据交换电路，包括FPGA芯片和ARM芯片，所述FPGA芯片和ARM芯片通过GPMA总线相连接，所述FPGA芯片还连接有EPCS64模块、LED指示灯、第一网口芯片、第二网口芯片和JTAG通讯模块，所述ARM芯片连接有USB接口、SDcard扩展接口、RS485接口、UART接口和多个以太网控制芯片。
所述FPGA芯片包括MII数据接收模块、MII数据发送模块、时钟管理模块、嵌入式双端口RAM模块和GPMC通信模块，所述MII数据接收模块、MII数据发送模块、时钟管理模块和GPMC通信模块分别与嵌入式双端口RAM模块连接。
所述第一网口芯片采用RTL8305以太网交换控制芯片，所述第二网口芯片采用RTL8201以太网交换控制芯片。
所述FPGA芯片通过第一网口芯片连接多个接口RJ45。所述FPGA芯片通过第一网口芯片连接接口RJ45。所述FPGA芯片还连接有电源模块。
所述ARM芯片通过以太网控制芯片连接有接口RJ45，所述以太网控制芯片采用型号为LAN9220芯片。所述ARM芯片通过GPMA总线多个以太网控制芯片连接。
本实例的工作过程：如图1中FPGA芯片与ARM芯片是整个电路的核心。电源模块为系统提供工作所需直流电源，JTAG通讯模块用于对FPGA芯片进行调试和程序下载。由于FPGA芯片是基于SRAM工艺，掉电后程序就会消失，所以需要加入一片外程序存储电路用于永久的保存FPGA芯片的程序。FPGA芯片通过RII与两个网络芯片进行通信，FPGA芯片与通过GPMC总线与ARM芯片通信。ARM芯片通过GPMC总线与两个网络芯片互联互通，ARM芯片可以通过USB、UART、RS485、SDcard与外部进行数据交换。
如图2所示，为FPGA芯片内部电路结构原理框图，FPGA芯片内部主要由MII接口数据接收模块、MII接口数据发送模块、时钟管理模块、嵌入式双端口RAM模块、GPMC接口通信模块组成。其中MII接口数据接收模块主要实现，将从MII接口接收到的一包以太网帧重新组成以字节为单位的数据并存入FPGA内部的嵌入式RAM块中；计算每包数据的字节数量，并保存在相应RAM块的指定存储空间中；实现16个接收RAM块的轮询工作和地址偏移控制。MII接口数据发送模块主要实现，判断嵌入式RAM块中是否有待发送的数据包，读取数据包长度，将RAM中的字节内容转换为4bit位宽的MII接口数据。时钟管理模块提供PHY芯片工作时钟、FPGA芯片内部系统时钟和RAM工作时钟。嵌入式双端口RAM模块用于存储最多16包发送帧数据和16包接收帧数据。GPMC接口通信模块，用于实现FPGA芯片与DM3730芯片GPMC接口的双向通信，从RAM中读取一包数据通过GPMC接口发送给DM3730芯片，从GPMC接口读取数据并写入FPGA芯片嵌入式RAM中。
ARM芯片内部有移植的bootloader系统引导程序、Linux3.12.0系统，系统上电后首先运行bootloader系统引导程序，引导程序加载Linux3.12.0系统，进入linux3.12.0系统后等待程序运行，当程序运行中包含调用通过gpmc总线读数据的指令时，系统调用gpmc_fpga_read驱动，进行数据读取，当程序运行中包含调用通过gpmc总线写数据的指令时，系统调用gpmc_fpga_read驱动，进行数据写。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种数据交换电路，其特征在于：包括FPGA芯片和ARM芯片，所述FPGA芯片和ARM芯片通过GPMA总线相连接，所述FPGA芯片还连接有EPCS64模块、LED指示灯、第一网口芯片、第二网口芯片和JTAG通讯模块，所述ARM芯片连接有USB接口、SDcard扩展接口、RS485接口、UART接口和多个以太网控制芯片。
2.根据权利要求1所述的数据交换电路，其特征在于：所述FPGA芯片包括MII数据接收模块、MII数据发送模块、时钟管理模块、嵌入式双端口RAM模块和GPMC通信模块，所述MII数据接收模块、MII数据发送模块、时钟管理模块和GPMC通信模块分别与嵌入式双端口RAM模块连接。
3.根据权利要求1所述的数据交换电路，其特征在于：所述第一网口芯片采用RTL8305以太网交换控制芯片，所述第二网口芯片采用RTL8201以太网交换控制芯片。
4.根据权利要求1所述的数据交换电路，其特征在于：所述FPGA芯片通过第一网口芯片连接多个接口RJ45。
5.根据权利要求1所述的数据交换电路，其特征在于：所述FPGA芯片通过第一网口芯片连接接口RJ45。
6.根据权利要求1所述的数据交换电路，其特征在于：所述ARM芯片通过以太网控制芯片连接有接口RJ45，所述以太网控制芯片采用型号为LAN9220芯片。
7.根据权利要求1所述的数据交换电路，其特征在于：所述ARM芯片通过GPMA总线多个以太网控制芯片连接。
8.根据权利要求1所述的数据交换电路，其特征在于：所述FPGA芯片还连接有电源模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201521076469.XU CN205249246U (zh) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | 一种数据交换电路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201521076469.XU CN205249246U (zh) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | 一种数据交换电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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ID=55948313
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|---|---|
| CN (1) | CN205249246U (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106201959A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-12-07 | 付韶明 | 一种用于嵌入式平台的多接口数据交换电路 |
| CN106453017A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-02-22 | 天津光电通信技术有限公司 | 一种mii接口与gpmc接口数据通信系统及通信方法 |
| CN107150892A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-12 | 天津工业大学 | 基于以太网的带式输送机监控系统的监控终端 |
| CN111190361A (zh) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | 西安中车永电捷通电气有限公司 | 控制器 |
| CN115941629A (zh) * | 2023-02-22 | 2023-04-07 | 江西联创精密机电有限公司 | 基于arm平台的网口扩展方法、系统、设备及存储介质 |
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2015
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