CN205665661U - 一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块 - Google Patents
一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205665661U CN205665661U CN201620460477.2U CN201620460477U CN205665661U CN 205665661 U CN205665661 U CN 205665661U CN 201620460477 U CN201620460477 U CN 201620460477U CN 205665661 U CN205665661 U CN 205665661U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- usb
- microblaze
- kvm
- soft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Abstract
本实用新型公开了一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块，属于管理板的KVM功能实现系统技术领域，其结构包括嵌入在FPGA中的Microblaze软核处理器，包括读取DDC信息的I2C主模块和I2C从模块；连接USB键鼠及USB存储介质的USB主模块和连接USB主机的USB从模块；操作屏显示OSD模块和GPIO模块；管理内存的DDR3存储模块和用于接收和发射数据的UART接口模块，以及将上述外设模块挂载到Microblaze上的AXI总线。本实用新型和现有技术相比，利用FPGA单片来实现KVM功能可以减少板卡大小面积、提高速度及稳定性，科学合理、降低成本。而且利用USB接口不仅能实现KVM中的键盘与鼠标的功能，还能实现USB接口的存储介质和真正的主机通信功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及管理板的KVM功能实现系统技术领域，具体地说是一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块。
背景技术
MicroBlaze嵌入式软核是一个被Xilinx公司优化过的可以嵌入在FPGA中的RISC处理器软核，具有运行速度快、占用资源少、可配置性强等优点，广泛应用于通信、军事、高端消费市场等领域。Xilinx公司的MicroBlaze 32位软处理器核是支持CoreConnect总线的标准外设集合。MicroBlaze处理器运行在150MHz时钟下，可提供125 D-MIPS的性能，非常适合设计针对网络、电信、数据通信和消费市场的复杂嵌入式系统。
FPGA（Field－ProgrammableGateArray），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
KVM：就是KeyboardVideoMouse的缩写。KVM交换机通过直接连接键盘、视频和鼠标(KVM)端口，让您能够访问和控制计算机。KVM技术无需目标服务器修改软件。这就意味着可以在Windows的BIOS环境下，随时访问目标计算机。KVM提供真正的主板级别访问，并支持多平台服务器和串行设备。
在先前的设计中，管理板的KVM功能实现是通过CH375芯片、带有USB模块的单片机以及成品的OSD芯片实现。KVM功能的键鼠是在利用单片机驱动CH375芯片截取USB设备的键值，在单片机内部利用自带的USB slave将截取的键值发送出去，而OSD是通过单片机控制成品的专用OSD芯片实现。
PS/2接口专口专用，不支持热插拨功能，且由于直接与主板I/O芯片进行通讯，当键鼠出现故障或松脱时，很容易出现I/O芯片损毁问题，PS/2接口下鼠标回报率最高可达300Hz，键盘可以实现全键无冲效果而USB2.0接口不仅具有热插拨方面的优势，更打破了PS/2接口鼠标最高300Hz的回报率，通过驱动软件或硬件切换，鼠标在USB2.0接口下可以实现默认500Hz，最高1000Hz的回报率。虽然USB2.0接口并未对键盘的防冲突功能起到实质性提升，但借助于全新的主控芯片及内置固件所实现虚拟USB HUB技术，让键盘也可以轻松实现全键盘无冲功能，越来越多的外设厂商开始使用USB2.0接口生产键鼠外设产品，传统的PS/2接口开始逐渐走向末路。为节省不必要的成本，部分以性价比为主打卖点的消费级主板，甚至直接取消了PS/2接口。通用性与传输速率的完美结合，令USB2.0从此稳坐键鼠外设接口的头把金交椅。热插拨，1000Hz回报率，稳定的供电性能，USB2.0接口的表现，已经完美的解决了键鼠外设对于接口方面全部需求。所以，基于Microblaze软核的KVM模块实现USB功能的需求变得尤为迫切。
发明内容
本实用新型的技术任务是针对以上不足之处，提供能实现USB功能的一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块，模块包括嵌入在FPGA的Microblaze软核处理器，包括读取DDC信息的I2C 主模块和I2C 从模块；连接USB键鼠的USB主模块和连接USB口主机的USB从模块；调取OSD信号进行通道选择的操作屏显示OSD模块；连接控制信号的GPIO模块；管理内存的DDR3存储模块和用于接收和发射数据的UART接口模块，所述的KVM模块还包括将上述外设模块挂载到Microblaze上的AXI总线。
其中，操作屏显示OSD模块、DDR3存储模块、GPIO模块、UART模块、USB主模块、USB从模块、I2C主模块、I2C从模块以及UART接口模块并联于AXI总线。
操作屏显示OSD模块与显示器相连接；GPIO模块与控制信号相连接；USB从模块与带有USB口的主机相连接；USB主模块与USB键鼠相连接；I2C从模块与主机相连接；I2C主模块与显示器相连接；UART接口模块与调试串口相连接。
优选的，该模块的USB主模块与USB存储介质相连接。
优选的，该模块还包括对硬件进行软件开发的SDK工具。
优选的，该模块还包括处理缓存的MCU模块。
本实用新型的一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块和现有技术相比，此KVM模块适用于信息控制中心、呼叫中心、证券/金融交易系统、银行数据中心、工业控制环境、教学环境、测试中心等所有的多服务器或多计算机的工作环境中，利用FPGA单片来实现KVM功能可以减少板卡大小面积、减小系统的复杂性，提高速度及稳定性，降低功耗和成本。而且利用USB接口不仅能实现KVM中的键盘与鼠标的功能，还能实现USB接口的存储介质（U盘和移动硬盘等）和真正的主机通信功能。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
附图1为一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块在FPGA内部框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块，其结构包括嵌入在FPGA中的Microblaze软核处理器、嵌入式RAM（BRAM），Microblaze分别连接Dlmb控制模块和Ilmb控制模块，BRAM分别连接Dlmb控制模块和Ilmb控制模块。所述DLMB(DataLocalMemoryBus)：数据接口，本地存储器总线，用于高速数据交换。 所述ILMB(InstructionLocalMemoryBus)；指令接口，实现高速指令读取。
Microblaze通过AXI总线连接DDR3存储模块、GPIO模块、UART模块、USB主模块、USB从模块、I2C主模块、I2C从模块、以及操作屏显示OSD模块。其中，操作屏显示OSD模块、DDR3存储模块、GPIO模块、UART模块、USB主模块、USB从模块、I2C主模块、I2C从模块以及UART接口模块并联于AXI总线。
其中，I2C主模块和I2C从模块用来读取DDC信息并分别与显示器、主机相连接，USB主模块连接USB键鼠或USB存储介质，USB从模块连接带有USB接口的主机，操作屏显示OSD模块调取OSD进行通道选择并与显示器相连接，GPIO模块与控制信号相连接，UART接口模块与调试串口相连接。
该模块还包括对硬件进行软件开发的SDK工具。
该模块还包括处理缓存的MCU模块。
OSD是屏上显示的英文简称，DDR3是同步动态随机存取的存储器的英文简称,GPIO是通用输入/输出的英文简称，UART是通用异步收发传输器英文简称，I2C是由飞利浦公司开发的两线式串行总线的英文简称,SDK是软件开发包的英文简称，MCU是微控制单元的英文简称。
本方案的实现方式是通过AXI总线将各个外设模块挂载到Microblaze软核处理器上，待硬件搭建完成后，通过SDK工具对硬件模块进行软件开发，通过软件来实现USB截取键值以及通过键值来调取OSD和分配通道的功能，由CPU截取的USB主模块键值经过CPU处理送给USB从模块发送到主机端，当USB接口接入的是USB键鼠时，CPU截取的USB主模块键值经CPU处理送给USB从模块，发送至主机端；当USB接口接入的是USB存储介质时，由开发软件确定枚举类型，经CPU转送到真正的主机进行通信。I2C主模块通过软件读取当前接入显示器的直接数字控制系统（DDC）信息后由MCU模块处理缓存，等待I2C从模块读取。
使用方法：
将载有KVM模块的管理板及多单元服务器环境准备完毕后，给管理板上电后，热插拔USB键鼠设备，通过USB键盘调出OSD界面来进行通道选择，确定通道后按enter键进入选择的通道后，操作USB键鼠通过显示器可以看到操作动作。将USB接口换成U盘后，通过鼠标来对U盘的文件进行copy功能验证。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本实用新型。但是应当理解，本实用新型并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
Claims (4)
1.一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块，模块包括嵌入在FPGA的Microblaze软核处理器，其特征在于，包括读取DDC信息的I2C 主模块和I2C 从模块；连接USB键鼠及USB存储介质的USB主模块和连接USB口主机的USB从模块；调取OSD信号进行通道选择的操作屏显示OSD模块；连接控制信号的GPIO模块；管理内存的DDR3存储模块和用于接收和发射数据的UART接口模块，所述的KVM模块还包括将上述外设模块挂载到Microblaze上的AXI总线；
其中，操作屏显示OSD模块、DDR3存储模块、GPIO模块、UART模块、USB主模块、USB从模块、I2C主模块、I2C从模块以及UART接口模块并联于AXI总线；
操作屏显示OSD模块与显示器相连接；GPIO模块与控制信号相连接；USB从模块与带有USB口的主机相连接；USB主模块与USB键鼠相连接；I2C从模块与主机相连接；I2C主模块与显示器相连接；UART接口模块与调试串口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块，其特征在于，USB存储介质与USB主模块相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块，其特征在于，该模块还包括对硬件进行软件开发的SDK工具。
4.根据权利要求1所述的一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块，其特征在于，该模块还包括处理缓存的MCU模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620460477.2U CN205665661U (zh) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | 一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620460477.2U CN205665661U (zh) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | 一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205665661U true CN205665661U (zh) | 2016-10-26 |
Family
ID=57161444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620460477.2U Active CN205665661U (zh) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | 一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205665661U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021134762A1 (zh) * | 2020-01-02 | 2021-07-08 | 华为技术有限公司 | 一种控制方法及装置 |
-
2016
- 2016-05-19 CN CN201620460477.2U patent/CN205665661U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021134762A1 (zh) * | 2020-01-02 | 2021-07-08 | 华为技术有限公司 | 一种控制方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6088517A (en) | Interfacing direct memory access devices to a non-ISA bus | |
| CN108701109A (zh) | 用于计算机扩展总线的插件机制的方法、装置和系统 | |
| WO2021244194A1 (zh) | 寄存器的读写方法、芯片、子系统、寄存器组及终端 | |
| CN205563550U (zh) | 一种基于Microblaze软核的PS2接口的KVM模块 | |
| CN111338996B (zh) | 一种支持多协议的复合总线控制器 | |
| CN100464319C (zh) | 实现处理器之间进行通讯的装置和方法 | |
| CN111931442B (zh) | Fpga内嵌flash控制器及电子装置 | |
| CN107704413A (zh) | 一种基于vpx架构的加固型并行信息处理平台 | |
| JPH1069455A (ja) | コンピュータ・システム・バス上でスレーブｄｍａエミュレーションを行う方法 | |
| CN107194257A (zh) | 一种基于国产tcm芯片的可信系统 | |
| CN102591757A (zh) | 基于vmm的ic-usb接口模块验证方法及验证环境平台 | |
| CN103092781A (zh) | 闪存接口的有效利用 | |
| CN109739791A (zh) | 一种pcie和minipcie双接口的通用安全可信接口卡 | |
| CN112988647A (zh) | 一种TileLink总线到AXI4总线转换系统及方法 | |
| CN205665661U (zh) | 一种基于Microblaze软核实现USB功能的KVM模块 | |
| CN112256615B (zh) | Usb转换接口装置 | |
| CN202584143U (zh) | 一种多接口只读读卡器 | |
| TW594489B (en) | Apparatus and method for monitoring computer system resources | |
| CN103678244B (zh) | 一种不使用应用处理器的智能设备 | |
| CN206363303U (zh) | 一种基于vpx结构的cpu模块 | |
| CN108924460A (zh) | 一种图像数据采集盒以及图像采集系统 | |
| CN209086914U (zh) | 多usb接口及多pci-e扩展接口的工控主板 | |
| CN103544133B (zh) | 一种转换装置及方法 | |
| CN204189089U (zh) | 一种服务器 | |
| CN107479629A (zh) | 一种基于飞腾处理器的安全可信一体机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230515 Address after: 250000 building S02, No. 1036, Langchao Road, high tech Zone, Jinan City, Shandong Province Patentee after: Shandong Inspur Scientific Research Institute Co.,Ltd. Address before: No. 1036, Shun Ya Road, Ji'nan high tech Zone, Shandong Province Patentee before: INSPUR GROUP Co.,Ltd. |