单线聚合

使用FPGA实现单线的信号聚合和传输,缓解PCB拥塞

PCB设计的挑战——在很多系统中,处理器使用I2C、GPIO和UART等多个接口收集来自周边设备和传感器的数据。在一些系统中PCB基板面十分关键,设计人员希望使用更小的PCB组合在一起,从而实现简洁的工业设计。 因此在拥塞的PCB和连接器上传输信号面临诸多挑战。

基于FPGA的解决方案——单线聚合参考设计在两片iCE40 UltraPlus FPGA上运行,其中一个FPGA以TDM的方式聚合多个数据流,例如I2C、UART和GPIO,然后通过单线发送至另一片FPGA,解聚成原先同样的数据流。

灵活可靠的选择—— FPGA之间的单线通信速率约为7.5 Mbps。该设计也是可自行配置,还可以调整I2C总线和GPIO数量以及单线协议数据包的长度。FPGA之间的单线协议非常可靠,具备错误检测和重试功能。

Features

  • 最多聚合7个信道
  • 单线上的原始数据速率约为7.5 Mbps或更高
  • 数据包长度可变,可有效利用单线带宽
  • 接收端出现奇偶校检错误时可重新进行传输
  • 支持I2C的Fast-mode (400 kbps)和Fast-mode Plus (1 Mbps)
  • GPIO通过基于事件的传输可实现I2C中断

框图

文档

技术资源
标题 编号 版本 日期 格式 文件大小
Single Wire Aggregation Radiant - Source Code
1.1 9/28/2018 ZIP 2 MB
Single Wire Signal Aggregation - Documentation
FPGA-RD-02039 1.1 9/28/2018 PDF 999 KB


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