一種基于soc fpga的接口自適應鍵鼠設計方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機技術領域，具體地說是一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法。
【背景技術】
[0002]隨著計算機的日益普及與廣泛應用，個人日常工作或生活中都難以脫離計算機，作為與計算機交互的直接輸入控制設備-鍵盤/鼠標已經成為各類計算機必不可少的配套設備，常見的鍵盤/鼠標主要有USB或PS2兩種標準接口形式，每個鍵盤或鼠標只配備一種接口，設備通用性較差，而很多計算機已不再配備PS2接口，尤其對于一些便攜式計算機，往往只配備USB接口；目前，市面上常見的鍵盤/鼠標主要有USB或PS2兩種接口形式，且同一鍵盤或鼠標只具備一種接口，在實驗室、測試基地或一些特殊場合通用性較差，常常會為找不到合適接口的鍵盤/鼠標而苦惱、而浪費時間。
[0003]基于此，現(xiàn)提供一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法。該方法基于SoCFPGA設計，SoC FPGA具有處理器能力強，體積小，功耗及成本低等優(yōu)點，減小了嵌入式系統(tǒng)的電路板面積，同時提升了系統(tǒng)的整體性能，內部硬核處理系統(tǒng)與FPGA部分通過AMBA3.0AXI總線進行通信，大大提升了數據傳輸效率。這一新型處理器結構正在成為趨勢，目前已在汽車、工業(yè)、視頻監(jiān)控、無線基礎設施、計算機和存儲等領域獲得廣泛應用。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的技術任務是針對在現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法。
[0005]本發(fā)明的技術方案是按以下方式實現(xiàn)的，該一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，具體過程為:選用具有ARM硬核處理器系統(tǒng)的SoC FPGA作為數據或邏輯處理與控制單元，其中SoC FPGA上可編程邏輯部分進行PS2鼠標數據或經PS2與主機通信的處理與交互，ARM硬核處理器部分負責鍵盤矩陣掃描、數據處理或經USB與主機的通信；通過接口判斷和檢測，實現(xiàn)USB或PS2接口的自適應性。
[0006]所述FPGA的ARM硬核處理器系統(tǒng)通過GP1掃描鍵盤矩陣并完成相關處理工作，并負責鍵盤矩陣的掃描與數據處理，以及以USB接口連接時與主機的數據通通信；FPGA接收并處理PS2鼠標的數據信息，以及以PS2接口連接時與主機的數據的通信，SoC FPAG內部硬核處理器通過AMBA3.0 AXI總線與FPGA進行交互。
[0007]所述接口判斷與檢測過程為:系統(tǒng)上電后與主機間默認的通信方式為PS2，并斷開USB的連接，SoC FPGA通過PS2鍵盤、PS2鼠標接口與主機進行通信，當通過PS2鍵盤或PS2鼠標有一路或兩路均能與主機完成既定的通信時，則認為使用者所用連接方式為PS2 ;系統(tǒng)上電后，嘗試幾次通過PS2與主機進行通信失敗后，默認為該連接方式為USB，自動切換到USB連接方式。
[0008]所述接口判斷與檢測完成后，SoC FPGA內的數據處理過程為:SoC FPGA判斷與主機的連接方式后，當系統(tǒng)檢測到與主機端的連接方式為USB時，硬核處理器將掃描并處理后的鍵盤矩陣數據及通過AMBA3.0 AXI總線獲取的FPGA處理后的鼠標數據通過自身的USB接口發(fā)送給主機；當檢測到與主機的連接方式為PS2時，硬核處理器將處理完的鍵盤數據信息傳給FPGA，通過FPGA完成與主機端的PS2數據交互與處理。
[0009]所述FPGA與主機端的PS2數據交互處理過程為:FPGA接收到主機端PS2鍵盤數據后發(fā)送給處理器，經處理器處理后并將該鍵盤數據發(fā)送，接收到主機發(fā)送的鼠標數據后，F(xiàn)PGA直接將數據發(fā)送給鼠標。
[0010]所述系統(tǒng)檢測到設備經PS2與主機連接后，不再檢測USB連接狀態(tài)，當用戶同時連接了 USB時，系統(tǒng)只通過PS2接口與主機進行通信。
[0011]當處理器上的USB控制器接收到主機端的數據時，如果是鍵盤數據則直接對鍵盤進行相應的控制，如果是鼠標數據將傳FPGA，F(xiàn)PGA再完成與鼠標的通信。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比所產生的有益效果是:
本發(fā)明的一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法選用SoC FPGA做控制與處理器，整體性能與兼容性大大提升，利用FPGA處理PS2數據，提高了數據的實時性，實現(xiàn)了鍵盤/鼠標上USB或PS2接口自適應功能，大大提高了設備的通用性、便攜性，實用性強，易于推廣。
【附圖說明】
[0013]附圖1是本發(fā)明的硬件結構示意圖。
[0014]附圖2是本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明所提供的一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法作以下詳細說明。
[0016]本發(fā)明公開了一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，選用Altera公司集成ARM硬核處理器系統(tǒng)與FPGA的SoC FPGA，通過內部硬核處理器及復雜可編程邏輯陣列，結合一定的接口判斷機制，實現(xiàn)了鍵盤/鼠標上USB或PS2接口自適應功能，如附圖1、圖2所示，具體過程為:
選用具有ARM硬核處理器系統(tǒng)的SoC FPGA作為數據或邏輯處理與控制單元，其中SoCFPGA上可編程邏輯部分進行PS2鼠標數據或經PS2與主機通信的處理與交互，ARM硬核處理器部分負責鍵盤矩陣掃描、數據處理或經USB與主機的通信；通過接口判斷和檢測，實現(xiàn)USB或PS2接口的自適應性。
[0017]所述FPGA的ARM硬核處理器系統(tǒng)通過GP1掃描鍵盤矩陣并完成相關處理工作，并負責鍵盤矩陣的掃描與數據處理，以及以USB接口連接時與主機的數據通通信；FPGA接收并處理PS2鼠標的數據信息，以及以PS2接口連接時與主機的數據的通信，SoC FPAG內部硬核處理器通過AMBA3.0 AXI總線與FPGA進行交互。
[0018]如圖1所示，SoC FPGA的硬核處理器部分負責鍵盤矩陣的掃描與數據處理，以及以USB接口連接時與主機的數據通通信；FPGA部分負責PS2鼠標數據的采集，以及以PS2接口連接時與主機的數據的通信，SoC FPAG內部硬核處理器通過AMBA3.0 AXI總線與FPGA進行交互。
[0019]考慮到USB設備支持熱拔插功能，系統(tǒng)上電后與主機間默認的通信方式為PS2，并斷開USB的連接，SoC FPGA將嘗試通過PS2鍵盤、PS2鼠標接口與主機進行通信，如果通過PS2鍵盤或PS2鼠標有一路或兩路均能與主機完成既定的通信則認為使用者所用連接方式為PS2，硬核處理器將掃描到的鍵盤數據通過AMBA3.0 AXI總線傳到FPGA，隨后FPGA將接收到的PS2鼠標或鍵盤數據發(fā)送給主機；FPGA接收到主機端PS2鍵盤數據后將發(fā)送給處理器，經處理后發(fā)送給鍵盤矩陣，接收到主機發(fā)送的鼠標數據后，F(xiàn)PGA處理后直接將數據發(fā)送給鼠標。系統(tǒng)檢測到設備經PS2與主機連接后，將不再檢測USB連接狀態(tài)，此時如果用戶同時連接了 USB，系統(tǒng)將只通過PS2接口與主機進行通信，不影響設備的正常使用。
[0020]系統(tǒng)上電后，嘗試幾次通過PS2與主機進行通信失敗后，將自動切換到USB連接方式，硬核處理器將掃描并處理后的鍵盤矩陣數據及通過AMBA3.0 AXI總線獲取的FPGA端的鼠標數據，通過自身的USB接口發(fā)送給主機；當處理器上的USB控制器接收到主機端的數據時，如果是鍵盤數據則直接對鍵盤進行相應的控制，如果是鼠標數據將傳FPGA，F(xiàn)PGA再完成與鼠標的通信。
[0021]除說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，其特征在于，具體過程為，選用具有ARM硬核處理器系統(tǒng)的SoC FPGA作為數據或邏輯處理與控制單元，其中SoC FPGA上可編程邏輯部分進行PS2鼠標數據或經PS2與主機通信的處理與交互，ARM硬核處理器部分負責鍵盤矩陣掃描、數據處理或經USB與主機的通信；通過接口判斷和檢測，實現(xiàn)USB或PS2接口的自適應性。
2.根據權利要求1所述的一種基于SOCFPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，其特征在于，所述FPGA的ARM硬核處理器系統(tǒng)通過GP1掃描鍵盤矩陣并完成相關處理工作，并負責鍵盤矩陣的掃描與數據處理，以及以USB接口連接時與主機的數據通通信；FPGA接收并處理PS2鼠標的數據信息，以及以PS2接口連接時與主機的數據的通信，SoC FPAG內部硬核處理器通過AMBA3.0 AXI總線與FPGA進行交互。
3.根據權利要求1所述的一種基于SOCFPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，其特征在于，所述接口判斷與檢測過程為:系統(tǒng)上電后與主機間默認的通信方式為PS2，并斷開USB的連接，SoC FPGA通過PS2鍵盤、PS2鼠標接口與主機進行通信，當通過PS2鍵盤或PS2鼠標有一路或兩路均能與主機完成既定的通信時，則認為使用者所用連接方式為PS2 ;系統(tǒng)上電后，嘗試幾次通過PS2與主機進行通信失敗后，默認為該連接方式為USB，自動切換到USB連接方式。
4.根據權利要求3所述的一種基于SOCFPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，其特征在于，所述接口判斷與檢測完成后，SoC FPGA內的數據處理過程為:SoC FPGA判斷與主機的連接方式后，當系統(tǒng)檢測到與主機端的連接方式為USB時，硬核處理器將掃描并處理后的鍵盤矩陣數據及通過AMBA3.0 AXI總線獲取的FPGA處理后的鼠標數據通過自身的USB接口發(fā)送給主機；當檢測到與主機的連接方式為PS2時，硬核處理器將處理完的鍵盤數據信息傳給FPGA，通過FPGA完成與主機端的PS2數據交互與處理。
5.根據權利要求4所述的一種基于SOCFPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，其特征在于，所述FPGA與主機端的PS2數據交互處理過程為:FPGA接收到主機端PS2鍵盤數據后發(fā)送給處理器，經處理器處理后并將該鍵盤數據發(fā)送，接收到主機發(fā)送的鼠標數據后，F(xiàn)PGA直接將數據發(fā)送給鼠標。
6.根據權利要求3所述的一種基于SOCFPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，其特征在于，所述系統(tǒng)檢測到設備經PS2與主機連接后，不再檢測USB連接狀態(tài)，當用戶同時連接了USB時，系統(tǒng)只通過PS2接口與主機進行通信。
7.根據權利要求6所述的一種基于SOCFPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，其特征在于，當處理器上的USB控制器接收到主機端的數據時，如果是鍵盤數據則直接對鍵盤進行相應的控制，如果是鼠標數據先傳送給FPGA，F(xiàn)PGA再完成與鼠標的通信。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法，其具體實現(xiàn)過程為：選用具有ARM硬核處理器系統(tǒng)的SoC FPGA作為數據或邏輯處理與控制單元，其中SoC FPGA上可編程邏輯部分進行PS2鼠標數據或經PS2與主機通信的處理與交互，ARM硬核處理器部分負責鍵盤矩陣掃描、數據處理或經USB與主機的通信；通過接口判斷和檢測，實現(xiàn)USB或PS2接口的自適應性。該基于SOC FPGA的接口自適應鍵鼠設計方法和現(xiàn)有技術相比，整體性能與兼容性大大提升，利用FPGA處理PS2數據，提高了數據的實時性，實現(xiàn)了鍵盤/鼠標上USB或PS2接口自適應功能，大大提高了設備的通用性、便攜性，實用性強，易于推廣。
【IPC分類】G06F3-033, G06F3-023, G06F3-038
【公開號】CN104793758
【申請?zhí)枴緾N201510216959
【發(fā)明人】李善榮, 朱忠客, 王振群, 鄒旭松
【申請人】山東超越數控電子有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月30日