一种数据传输接口电路及其数据传输方法技术

本发明专利技术提供一种数据传输接口电路，包括：可编程逻辑单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、总线收发单元、及数据收发单元，所述总线收发单元包括第一通道和第二通道；当所述数据收发单元的数据端口处于发送状态或者所述可编程逻辑单元的数据发送端口处于工作状态时，设置所述可编程逻辑单元的数据接收端口为高阻状态；当所述数据收发单元的数据端口处于接收状态或者所述可编程逻辑单元的数据接收端口处于工作状态时，设置所述可编程逻辑单元的数据发送端口为高阻状态。另外，本发明专利技术还提供一种数据传输方法。本发明专利技术可以简化硬件电路设计的复杂度，节约元件资源。

【技术实现步骤摘要】
一种数据传输接口电路及其数据传输方法
本专利技术涉及数据传输接口电路设计
，特别涉及一种用于多通道异步双向数据传输的接口电路及其数据传输方法。
技术介绍
目前常用的总线收发器通常包含两个独立的电源导轨，如TI公司的SN74ALVC164245芯片属于16位(双八进制)同相总线收发器。该收发器的A端口有供电电压VCCA，其设置为在2.5V和3.3V下工作，允许从2.5V电压转换为3.3V电压，反之亦然。该收发器的B端口有供电电压VCCB，设置为在3.3V和5V下运行，允许从3.3V电压转换为5V电压，反之亦然。该收发器主要设计用于异步数据总线之间的通信，其控制管脚(1DIR，2DIR，1OE和2OE)由供电电压VCCA供电，确保上电初始化过程的高阻抗状态或断电时，输出使能(OE)输入通过上拉电阻连接到供电电压VCC。该收发器于异步数据总线之间的通信最适合单向信号的传输，也可以用于双向信号的传输。但是，进行多通道双向信号传输时，由于信号之间传输存在方向不一致的问题带来诸多问题(如不能用同一个通道传输)。通常解决该问题的途径主要是采用多片总线收发器，每个单元只传输一个信号。这种方式占用的总线收发器多，而实际使用的总线收发器会出现通道资源浪费的情况。另外，此种设计对于硬件要求较高，增加了电路的复杂性。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种数据传输接口电路及其数据传输方法。第一方面，本专利技术提供了一种数据传输接口电路，该数据传输接口电路包括：可编程逻辑单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、总线收发单元、及数据收发单元，所述总线收发单元包括第一通道和第二通道；所述第一电阻的第一端与所述可编程逻辑单元的第一使能控制端口及所述总线收发单元第一通道的使能控制端口连接，所述第一电阻的第二端连接至电源；所述第二电阻的第一端与所述总线收发单元第一通道的方向控制端口连接，所述第二电阻的第二端连接至电源；所述第三电阻的第一端与所述可编程逻辑单元的第二使能控制端口及所述总线收发单元第二通道的使能控制端口连接，所述第三电阻的第二端连接至电源；所述第四电阻的第一端与所述总线收发单元第二通道的方向控制端口连接，所述第四电阻的第二端连接至地线；所述总线收发单元第一通道的A侧数据发送端口与所述可编程逻辑单元的数据发送端口连接，所述总线收发单元第一通道的B侧数据发送端口与所述数据收发单元的数据端口连接；及所述总线收发单元第二通道的A侧数据接收端口与所述可编程逻辑单元的数据接收端口连接，所述总线收发单元第二通道的B侧数据接收端口与所述数据收发单元的数据端口连接。优选地，当所述总线收发单元接收到所述数据收发单元的数据发送信号时，所述可编程逻辑单元的第一使能控制端口向所述总线收发单元第一通道的使能控制端口发送低电平信号。优选地，当所述数据收发单元的数据端口处于发送状态或者所述可编程逻辑单元的数据发送端口处于工作状态时，所述可编程逻辑单元的数据接收端口为高阻状态。优选地，当所述总线收发单元接收到所述数据收发单元的数据接收信号时，所述可编程逻辑单元的第二使能控制端口向所述总线收发单元第二通道的使能控制端口发送低电平信号。优选地，当所述数据收发单元的数据端口处于接收状态或者所述可编程逻辑单元的数据接收端口处于工作状态时，所述可编程逻辑单元的数据发送端口为高阻状态。优选地，所述可编程逻辑单元为现场可编程门阵列，所述总线收发单元为同相总线收发器，所述数据收发单元为模数转换器。第二方面，本专利技术提供了一种应用在上述数据传输接口电路的数据传输方法，该方法包括步骤：所述总线收发单元接收到所述数据收发单元的数据发送信号时，控制所述总线收发单元第一通道的使能控制端口通过所述第一电阻上拉至电源，使得所述总线收发单元在上电初始化过程中处于高阻抗状态；控制所述可编程逻辑单元的第一使能控制端口向所述总线收发单元第一通道的使能控制端口发送低电平信号，使得所述总线收发单元的第一通道处于有效状态；及控制所述总线收发单元第一通道的方向控制端口通过所述第二电阻上拉至电源，使得所述总线收发单元第一通道的信号方向由所述总线收发单元第一通道的B侧数据发送端口单向传输至A侧数据发送端口，并由A侧数据发送端口传输至所述可编程逻辑单元的数据发送端口。优选地，该方法还包括步骤：当所述数据收发单元的数据端口处于发送状态或者所述可编程逻辑单元的数据发送端口处于工作状态时，设置所述可编程逻辑单元的数据接收端口为高阻状态。第三方面，本专利技术提供了一种应用在上述数据传输接口电路的数据传输方法，该方法包括步骤：所述总线收发单元接收到所述数据收发单元的数据接收信号时，控制所述总线收发单元第二通道的使能控制端口通过所述第三电阻上拉至电源，使得所述总线收发单元在上电初始化过程中处于高阻抗状态；控制所述可编程逻辑单元的第二使能控制端口向所述总线收发单元第二通道的使能控制端口发送低电平信号，使得所述总线收发单元的第二通道处于有效状态；及控制所述总线收发单元第二通道的方向控制端口通过所述第四电阻下拉至地线，使得所述总线收发单元第二通道的信号方向由所述总线收发单元第二通道的A侧数据接收端口单向传输至B侧数据接收端口，并由B侧数据接收端口传输至所述数据收发单元的数据端口。优选地，该方法还包括步骤：当所述数据收发单元的数据端口处于接收状态或者所述可编程逻辑单元的数据接收端口处于工作状态时，设置所述可编程逻辑单元的数据发送端口为高阻状态。相较于现有技术，本专利技术实施例提供的一种数据传输接口电路及其数据传输方法，通过基于FPGA的可编程门阵列，利用硬件VHDL语言编程完成异步双向信号传输(可编程逻辑单元内部的程序用VHDL语言编写)，实现了单一总线收发器下的多通道异步双向信号传输。与现有技术相比，本专利技术实施例产生的有益效果在于：(1)直接利用FPGA软件资源实现多路异步双向信号传输，大幅度减少电子元器件(总线收发器)的使用数量；(2)通过单一总线收发器完成多通道异步双向信号传输，降低了硬件电路设计的复杂度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术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，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术实施例1提供的数据传输接口电路的示意图；图2为本专利技术实施例2提供的数据传输方法的数据发送流程图；图3为本专利技术实施例3提供的数据传输方法的数据接收流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，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，都属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据传输接口电路，其特征在于，该数据传输接口电路包括：/n可编程逻辑单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、总线收发单元、及数据收发单元，所述总线收发单元包括第一通道和第二通道；/n所述第一电阻的第一端与所述可编程逻辑单元的第一使能控制端口及所述总线收发单元第一通道的使能控制端口连接，所述第一电阻的第二端连接至电源；/n所述第二电阻的第一端与所述总线收发单元第一通道的方向控制端口连接，所述第二电阻的第二端连接至电源；/n所述第三电阻的第一端与所述可编程逻辑单元的第二使能控制端口及所述总线收发单元第二通道的使能控制端口连接，所述第三电阻的第二端连接至电源；/n所述第四电阻的第一端与所述总线收发单元第二通道的方向控制端口连接，所述第四电阻的第二端连接至地线；/n所述总线收发单元第一通道的A侧数据发送端口与所述可编程逻辑单元的数据发送端口连接，所述总线收发单元第一通道的B侧数据发送端口与所述数据收发单元的数据端口连接；及/n所述总线收发单元第二通道的A侧数据接收端口与所述可编程逻辑单元的数据接收端口连接，所述总线收发单元第二通道的B侧数据接收端口与所述数据收发单元的数据端口连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种数据传输接口电路，其特征在于，该数据传输接口电路包括：
可编程逻辑单元、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、总线收发单元、及数据收发单元，所述总线收发单元包括第一通道和第二通道；
所述第一电阻的第一端与所述可编程逻辑单元的第一使能控制端口及所述总线收发单元第一通道的使能控制端口连接，所述第一电阻的第二端连接至电源；
所述第二电阻的第一端与所述总线收发单元第一通道的方向控制端口连接，所述第二电阻的第二端连接至电源；
所述第三电阻的第一端与所述可编程逻辑单元的第二使能控制端口及所述总线收发单元第二通道的使能控制端口连接，所述第三电阻的第二端连接至电源；
所述第四电阻的第一端与所述总线收发单元第二通道的方向控制端口连接，所述第四电阻的第二端连接至地线；
所述总线收发单元第一通道的A侧数据发送端口与所述可编程逻辑单元的数据发送端口连接，所述总线收发单元第一通道的B侧数据发送端口与所述数据收发单元的数据端口连接；及
所述总线收发单元第二通道的A侧数据接收端口与所述可编程逻辑单元的数据接收端口连接，所述总线收发单元第二通道的B侧数据接收端口与所述数据收发单元的数据端口连接。


2.如权利要求1所述的数据传输接口电路，其特征在于，当所述总线收发单元接收到所述数据收发单元的数据发送信号时，所述可编程逻辑单元的第一使能控制端口向所述总线收发单元第一通道的使能控制端口发送低电平信号。


3.如权利要求2所述的数据传输接口电路，其特征在于，当所述数据收发单元的数据端口处于发送状态或者所述可编程逻辑单元的数据发送端口处于工作状态时，所述可编程逻辑单元的数据接收端口为高阻状态。


4.如权利要求1所述的数据传输接口电路，其特征在于，当所述总线收发单元接收到所述数据收发单元的数据接收信号时，所述可编程逻辑单元的第二使能控制端口向所述总线收发单元第二通道的使能控制端口发送低电平信号。


5.如权利要求4所述的数据传输接口电路，其特征在于，当所述数据收发单元的数据端口处于接收状态或者所述可编程逻辑单元的数据接收端口处于工作状态时，所述可编程逻辑单元的数据发送端口为高阻状态。


6.如权利要求1所述的数据传输接口电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振亚，刘栋斌，赵越，李巍，李哲，刘衍峰，王小朋，高志良，张达，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22