专利名称：苛刻环境抗辐照高速通信芯片ip核中的发送模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模块。该发送 模块对数据进行数据滤波(DS)编码，并将其发送出去。属于通信技术领域。(二) 背景技术-苛刻环境嵌入式系统一般是指可以装载在卫星、飞机或地面上(野外露天、 矿井等苛刻或危险环境)的无人值守监测控制系统，它具有对待测目标的参数 进行长时间连续监测或周期监测的功能，用以实时获得待测目标空间、时间和 频谱的动态变化信息，获取待测量的统计分布和预测其突变的几率，控制系统 还会根据测量结果对系统实施相应的控制。为了适应苛刻环境下的工作条件， 这些系统一般都是结构可重组和故障可检测的、可容错的综合系统，与一般嵌 入式系统相比具有更高的可靠性与故障容错性。在空间科学探测、矿山安全监测、无人区监测、环境污染监测等自然灾害 的预警系统中，由于被测环境中存在较强的电磁干扰(雷电等强电磁干扰)、辐射、单粒子事件(SEU)，所以，使用基于计算机的数据采集系统来完成监测任 务是相当危险和不可靠的，而且系统的布控也难以实现。因此，研究苛刻环境 嵌入式系统已经成为当务之急。如果能够将抗辐照高速通信芯片所需的全部核心电路(例如微处理器，抗 辐照高速通信IP (Intellectual Property,知识产权)核模块、各种控制器与 通信接口等)放在同一芯片上，就可以大幅縮小整个系统所占的面积，同时还 会减少外围驱动接口单元及电路板间的信号传递，加快微处理器数据处理的速 度，内嵌的线路还可以避免外部电路板上信号传递所造成的系统干扰。目前国内外仅有少数几个集成电路企业设计和生产抗干扰通信芯片，可以 归纳为以下几个特点*大部分芯片在功能上以全定制的ASIC (Application SpecificIntegrated Circuit)芯片为主，速率较低， 一般在1Mbps量级。因而 SOC(System On Chip)单芯片、高速率的设计是通信芯片的一个研究热 点。*国外也正在研制抗辐照高速通信SOC单芯片，但片内集成的是单片机， 由于单片机是IP (Intelligent Propriety)硬核，体系结构不可变，因此 这种解决方案的灵活性差，价格高。*国内也朝SOC单芯片方向发展，目前还没有形成产品，也没有投入使用。其中，S0C，即为System On Chip:片上系统(系统级芯片)， 一种结合了 许多功能模块和微处理器核心的单芯片电路系统。是一种在结构上以嵌入式系 统结构为基础，集软硬件与一体的系统级芯片。而S0PC，即为System On Programmable Chip:片上可编程系统，或者说是 基于大规模FPGA (Field Programmable Gate Array,即现场可编程门阵列) 解决方案的S0C。它是现代计算机辅助技术、EDA (Electronic Design Automation,电子设计自动化)技术和大规模集成电路技术高度发展的产物。 SOPC技术的目标就是试图将尽可能大而完善的电子系统，包括嵌入式处理器系 统、接口系统、硬件协处理器或加速器系统、DSP系统、存储电路以及数字系 统等，在单一的FPGA中实现，使得所设计的电路系统在其规模、可靠性、体积、 功耗、功能、性能指标、上市周期、开发成本、产品维护及其硬件升级等方面 实现最优化。IP核是具有知识产权的集成电路芯核的简称，其作用是把一组拥有知识产 权的电路设计集合在一起，构成芯片的基本单位，以供设计时搭积木之用。其 实可以把IP核理解为一颗ASIC，以前是ASIC做好以后供人家在PCB上使用， 现在是IP核做好以后让人家集成在更大的芯片里使用。在抗干扰的通信芯片中，发送模块是必不可少的模块之一，负责通信中的 信号和数据的发送工作，将直接关系到通信过程能否顺利进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送 模块，对从主机系统接收的数据进行DS (Data Strobe,数据滤波)编码并将 其按串行数据发送出去。该苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模块从主机系统接收要发送的8位的常字符，并把它们转变成l位的串行数据，并和制造出的StrobeOut (滤波输出信号) 一起发送出去。本发明一种苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模块，该发送模块 包括4个子模块，分别为握手适配器(HandshakeAdapter)模块、数据寄存器 (DataRegister)模块、发送控制器(TX—Controller)模块和发送寄存器 (TX—Register)模块，其结构如图1所示。其中，握手适配器模块向发送控制器模块发出发送数据的请求信号，发送 控制器模块处理该请求信号后，反馈给握手适配器模块一个回应信号。该回应 信号控制控制数据寄存器模块输出数据字符和时间码。发送控制器模块接收外 来的外部的发送控制信号产生控制输出信号来控制发送寄存器模块的常字符、 时间码等信号的输出。下面对4个子模块详细叙述如下握手适配器模块用来控制发送数据字符和时间码。该握手适配器模块与发 送控制器模块相互关联，通过一次握手过程建立起相互之间的连接。首先该握 手适配器模块向发送控制器模块发出请求信号，在经过发送控制器模块的处理 后，发送控制器模块将回应信号反馈给握手适配器模块，而回应信号可以控制 握手适配器模块信号的输出。握手适配器模块的输出信号控制数据寄存器模块 发送数据字符和时间码。数据寄存器模块用来寄存数据字符和时间码。该数据寄存器模块接收来自 于握手适配器模块的控制信号，控制数据寄存器模块中的数据字符和时间码的 输出。而由数据寄存器模块中输出的数据字符和时间码，将提供给发送寄存器 模块，作为发送寄存器模块输出的数据字符和时间码。发送控制器模块用来控制输出数据字符的类型，并设定发送数据字符的优 先级别，并由常字符发送标志信号通知该苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中 的另一模块——信誉模块。在该发送控制器模块中，来自外部的发送控制信号 经过发送控制器模块的转化，生成控制输出信号。这些控制输出信号被提供给 发送寄存器模块作为输入信号，发送寄存器模块依照控制输出信号来选择生成 N-char(常字符)、时间码、FCT(Flow control token流控制标记)信号，其中 N-char包括数据字符、EOP(End of packet包结束标志)或者EEP (Error end ofpacket包错误结束标志)。发送寄存器模块用来进行DS编码，并制造出滤波输出信号，同时根据发送 控制器模块的控制输出信号所提供的信息，发送寄存器模块可以制造N-char、 时间码、FCT信号。该发送寄存器模块可以检测第一个Null是否已经发出，通 知给该苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的另一模块——控制模块，可以进 入连接状态，还能够把从主机接收的并行数据(数据字符和时间码)转变成串 行数据的一位数据。其中，该握手适配器模块与发送控制器模块的一次握手过程为首先该握 手适配器模块向发送控制器模块发出请求信号，在经过发送控制器模块的处理 后，发送控制器模块将回应信号反馈给握手适配器模块，而回应信号可以控制 握手适配器模块信号的输出。握手适配器模块的输出信号控制数据寄存器模块 发送数据字符和时间码。其中，该发送控制器模块中，来自外部的发送控制信号经过发送控制器模 块的转化，生成控制输出信号，这些控制输出信号被提供给发送寄存器模块作 为输入信号，发送寄存器模块依照控制输出信号来选择生成常字符(N-char)、 时间码、流控制标记(FCT，即Flow control token)信号，其中常字符(N-char) 包括数据字符、包结束标志(E0P ，即End of packet)或者包错误结束标志 (EEP，艮卩Error end of packet)。本发明一种苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模块，其优点及功 效在于本发明的发送模块是抗辐照高速通信芯片必不可少的模块之一，通过 该发送模块来负责通信中的信号和数据的发送工作，可保证通信过程的顺利进 行。(四)
图l所示为发送模块结构图。(五)
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步阐述。 本发明一种苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模块，该发送模块包括4个子模块，分别为握手适配器(HandshakeAdapter)模块、数据寄存器 (DataRegister)模块、发送控制器(TX_Controller)模块和发送寄存器 (TX—Register)模块，其结构如图1所示。握手适配器模块用来控制发送数据字符和时间码。该握手适配器模块与发 送控制器模块相互关联，通过一次握手过程建立起相互之间的连接。当握手适 配器模块向发送控制器模块发出请求信号为"1"时，说明有数据需要发送。发 送控制器模块在接收到该请求信号"l"后，会发送回应信号"l"，即握手适配 器模块和发送控制器模块已经建立起信号连接。再根据外部输入的发送控制信 号的内容做出判断如果外部输入的发送控制信号为"000"，则发送控制器模块不发送任何数据，反馈给握手适配器模块的回应信号为"000";如果外部输入的发送控制信号为"001"，则发送控制器模块发送时间码，反馈给握手适配 器模块的回应信号为"001";如果外部输入的发送控制信号为"010"，贝拨送 控制器模块发送数据字符，反馈给握手适配器模块的回应信号为"010";如果 发送控制器模块没有收到来自握手适配器模块的请求信号，那么将做出保持原 状的判断，反馈给握手适配器模块的回应信号也为"000"。数据寄存器模块用来寄存数据字符和时间码。握手适配器模块中的数据寄 存器控制信号作为数据寄存器模块的输入信号保持对数据寄存器输出的控制。 如果数据寄存器控制信号为"00"，那么该数据寄存器模块就不向发送寄存器模 块发送数据字符或时间码；如果数据寄存器控制信号为"01"，则数据寄存器模 块向发送寄存器模块发送数据字符；如果数据寄存器控制信号为"10"，则数据 寄存器模块向发送寄存器模块发送时间码。发送控制器模块用来控制将要输出的字符的类型，设定发送字符的优先级 别，并由相关信号通知信誉模块。在该发送控制器模块中，外部输入的发送控 制信号包含了产生空字符、FCT、常字符、时间码的控制信息。根据接收到的发 送控制信号的不同信号值，发送控制器模块能够判定需要产生娜一类的数据， 并生成相应的提供控制信号。如果发送控制信号为"000"，则不需要发送任何 数据，相应的提供控制信号为"000";如果发送控制信号为"001"，则发送 时间码，相应的提供控制信号为"001";如果发送控制信号为"010"，则发 送数据字符，相应的提供控制信号为"010";如果发送控制信号为"011",则发送E0P，相应的提供控制信号为"011";如果发送控制信号为"100"，则发送EEP，相应的提供控制信号为"100";如果发送控制信号为"101"， 则发送FCT，相应的提供控制信号为"101"。发送控制器模块生成不同的提 供控制信号给发送寄存器模块，这些提供控制信号能够控制发送寄存器模块产 生常字符、时间码、FCT这些字符。而常字符发送标志信号则成为外部输出信 号，该信号有效时，用以通知信誉模块一个常字符已发出。发送寄存器模块用来制造N-char、时间码、FCT数据，还可以进行DS编码， 根据数据输出制造出滤波输出信号。在发送寄存器模块中，根据发送控制器模 块传送的提供控制信号的不同取值，数据输出信号也有不同的选择，它们可能 是N-char、时间码、FCT、空字符其中的一个。如果提供控制信号为"000"， 则没有任何数据，输出空字符；如果提供控制信号为"001"，则输出时间码； 如果提供控制信号为"010"，则输出数据字符；如果提供控制信号为"011"， 则输出E0P;如果提供控制信号为"100"，则输出EEP;如果提供控制信号为 "101"，则输出FCT信号。依据DS编码的原理，采用数据输出信号与时钟信 号异或的方法，发送寄存器模块可以由数据输出信号产生出滤波输出信号。该 发送寄存器模块还可以检测第一个Null是否己经发出，以通知控制模块可以进 入Connecting状态，其中首个NULL发出信号作为外部输出用来检测第一个 Null是否已经发出。
权利要求
1、一种苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模块，其特征在于该发送模块由握手适配器模块、数据寄存器模块、发送控制器模块和发送寄存器模块组成握手适配器模块用来控制发送数据字符和时间码，该握手适配器模块与所述的发送控制器模块相互关联，通过一次握手过程建立起相互之间的连接；数据寄存器模块用来寄存数据字符和时间码，该数据寄存器模块接收来自于握手适配器模块的控制信号，输出的数据字符和时间码；发送控制器模块用来控制输出数据字符的类型，并设定发送数据字符的优先级别，并由常字符发送标志信号通知给苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的另一模块——信誉模块；发送寄存器模块用来进行DS编码，并制造出滤波输出信号，同时根据发送控制器模块的控制输出信号所提供的信息，发送寄存器模块可以制造常字符、时间码、FCT信号，该发送寄存器模块可以检测第一个Null是否已经发出，通知给苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的另一模块——控制模块，可以进入连接状态，还能够把从主机接收的并行数据转变成串行数据的一位数据。
2、 根据权利要求1所述的苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模 块，其特征在于该握手适配器模块与发送控制器模块的一次握手过程为首 先该握手适配器模块向发送控制器模块发出请求信号，在经过发送控制器模块 的处理后，发送控制器模块将回应信号反馈给握手适配器模块，而回应信号可 以控制握手适配器模块信号的输出。握手适配器模块的输出信号控制数据寄存 器模块发送数据字符和时间码。
3、 根据权利要求1所述的苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模 块，其特征在于在该发送控制器模块中，来自外部的发送控制信号经过发送 控制器模块的转化，生成控制输出信号，这些控制输出信号被提供给发送寄存 器模块作为输入信号，发送寄存器模块依照控制输出信号来选择生成常字符、 时间码、流控制标记信号，其中常字符包括数据字符、包结束标志或者包错误 结束标志。
全文摘要
本发明一种苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模块，该发送模块包括4个子模块，分别为握手适配器(Handshake Adapter)模块、数据寄存器(DataRegister)模块、发送控制器(TX_Controller)模块和发送寄存器(TX_Register)模块。其的目的在于对从主机系统接收的数据进行DS(Data Strobe，数据滤波)编码并将其按串行数据发送出去。该苛刻环境抗辐照高速通信芯片IP核中的发送模块从主机系统接收要发送的8位的常字符，并把它们转变成1位的串行数据，并和制造出的Strobe Out(滤波输出信号)一起发送出去。在苛刻环境下，这大大增强了数据在传输过程中的抗干扰能力，达到了降低误码率的目的。
文档编号G06F13/42GK101404002SQ200810227188
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年11月25日
发明者万玛宁, 永 关, 刘永梅, 尚媛园, 杰 张, 张伟功, 虹 朱, 毛春静, 巍 潘, 赵冬生, 陈金强 申请人:首都师范大学