一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108763133A(43)申请公布日2018.11.06(21)申请号201810540656.0(22)申请日2018.05.30(71)申请人郑州云海信息技术有限公司地址450018河南省郑州市郑东新区心怡路278号16层1601室(72)发明人上官宇剑(74)专利代理机构济南诚智商标专利事务所有限公司37105代理人李修杰(51)Int.Cl.G06F13/40(2006.01)G06F1/28(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置(57)摘要本发明提供了一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，包括：可编程芯片FPGA，5V_USB电源，电源输出开关MOSFET，USB接口连接器；所述可编程芯片FPGA包括高速IO管脚、逻辑模块、ADC管脚、通信接口、MCU、GPIO管脚。本发明将多个USB控制器的信号与可编程芯片FPGA连接，经过可编程芯片FPGA内部电信号切换后，与USB接口连接器连接，通过可编程芯片FPGA的ADC管脚实现对5V_USB电源电压的实时监控。降低了设备面板预留USB接口连接器的数量，实现了对5V_USB电源过流保护功能，解决了设备面板预留过多USB接口连接器带来的设备面板接口空间布置复杂，实用性降低，USB总线设计复杂及传统的5V_USB电源过流保护功能效果差的问题。CN108763133ACN108763133A权利要求书1/1页1.一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，包括：可编程芯片FPGA，5V_USB电源，电源输出开关MOSFET，USB接口连接器；所述可编程芯片FPGA包括高速IO管脚、逻辑模块、ADC管脚、通信接口、MCU、GPIO管脚。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，所述电源输出开关MOSFET与可编程芯片FPGA、5V_USB电源连接。3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，所述5V_USB电源与所述USB接口连接器连接。4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，所述高速IO管脚用于所述可编程芯片FPGA连接USB接口连接器及USB控制器。5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，所述MCU用于实现所述可编程芯片FPGA与不同USB控制器连接的切换。6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，所述逻辑模块用于所述可编程芯片FPGA实现USB接口连接器连接默认USB控制器。7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，所述ADC管脚用于所述可编程芯片FPGA连接5V_USB电源。8.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，所述GPIO管脚用于所述可编程芯片FPGA连接USB控制器的USBHost的OCP管脚。9.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置，其特征在于，所述通信接口用于所述可编程芯片FPGA接受系统配置命令。2CN108763133A说明书1/3页一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置技术领域[0001]本发明涉及信号切换装置，特别是一种基于FPGA实现USB接口多控制器切换的装置。背景技术[0002]USB接口是计算机、服务器和存储阵列等设备都支持通用接口，经常用于和USB外设之间短时间小容量数据传输，如系统运行日志下载，升级包的上传。在系统调试时，也可以作为调试接口。[0003]目前计算机系统支持USB接口，基本都是由CPU，PCH或USBHUB芯片直接引出，外围USB接口与芯片USBPort是一一对应，一个控制器会对应设备前(后)面板上一个或多个USB标准外设接口。但是作为高端服务器或存储阵列，因为性能考虑，通常会有两个，四个或者更多控制器(控制板)同时并行工作。当前最常用的USB电源过流保护功能，主要是将每个USBHost接口都配有一个过电流保护OCPPIN管脚，该管脚与对应USB接口上的5V_USB相连(非直连，信号经过简单处理，使电平匹配)，当出现过流故障时，该管脚被拉低，USBHost收到告警信息，会进行USB接口关闭或其他保护动作。[0004]预留过多USB连接器接口，会导致设备面板接口空间布置复杂，大大降低了实用性，同时带来USB总线设计复杂的问题；传统的5V_USB电源过流保护功能效果差，需要相应改进以提供更好的5V_USB