PCIe总线协议转换系统、方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及总线转换技术领域，具体地，涉及一种PCIe(peripheral componentinterconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)总线协议转换的实现方法，尤其涉及一种PCIe总线协议转换系统、方法、设备及介质。

背景技术

总线是计算技术中各应用组件进行数据传输的通道，具有十分重要的地位。最初的总线传输速度低，带宽不能满足日益发展的需求，随着一步步突破，如今的高速高带宽总线正广泛应用于各个领域。

PCIe作为一种高带宽、高效传输的总线，是目前计算技术中的主流总线标准。在实际应用中，PCIe总线接口分配数量较少，导致性能发挥具有一定的局限性，现有技术对PCIe总线进行扩展，但功能比较单一。

目前，总线类研究的热点基本集中在主流技术，忽略对较低速总线的关注，然而在工业控制、武器装备等领域，对一些简单的较低频外设还有特定的使用需求，因此需要考虑兼容这些低速总线设备的使用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种PCIe总线协议转换系统、方法、设备及介质。

根据本发明提供的一种PCIe总线协议转换系统、方法、设备及介质，所述方案如下：

第一方面，提供了一种PCIe总线协议转换系统，所述系统包括：处理器、PCIeSwitch、PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块、PCI/X转Add-on模块、中断控制模块、电源管理模块、PCI/X设备以及Add-on总线设备；

其中，所述处理器连接所述PCIe Switch；所述处理器连接所述电源管理模块；所述PCIe Switch连接所述PCIe转PCI/X第一模块和PCIe转PCI/X第二模块；

所述PCIe转PCI/X第一模块和PCIe转PCI/X第二模块均连接所述中断控制模块；

所述PCIe转PCI/X第一模块还连接所述PCI/X设备；

所述PCIe转PCI/X第二模块还连接所述PCI/X转Add-on模块；

所述PCI/X转Add-on模块连接所述中断控制模块以及所述Add-on总线设备；

所述中断控制模块连接所述处理器；

所述电源管理模块分别连接所述PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块以及PCI/X转Add-on模块。

优选地，所述PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块以及所述PCI/X转Add-on模块连接所述中断控制模块，如果数据传输过程中发生数据错误、设备不应答在内的相关异常情况，所述PCIe转PCI/X第一模块和PCIe转PCI/X第二模块向所述中断控制模块发送中断信号。

优选地，所述中断控制模块连接所述处理器，所述中断控制模块对收到的中断信号进行定位、分析和处理，将结果发送给所述处理器。

优选地，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块以及PCI/X转Add-on模块的功耗，传输数据时进入正常运行状态，空闲时进入低功耗状态。

优选地，所述PCIe Switch提供1X、2X、4X的端口，传输速率配置成2.5Gbps、5.0Gbps。

优选地，所述PCI/X设备为PCI设备和PCI-X设备，PCI设备工作频率是25MHz、33MHz、50MHz、66MHz，数据位宽是32位和64位，PCI-X设备工作频率是66MHz、100MHz、133MHz，数据位宽是64位；PCI/X设备传输数据是单次读写操作或触发读写操作。

优选地，所述Add-on总线设备为ISA转换设备、多媒体设备、I/O控制器、存储设备以及编码器，工作频率最高支持40MHz，数据位宽是8位、16位和32位，传输数据是单次读写操作或连续读写操作。

第二方面，提供了一种PCIe总线协议转换方法，所述方法包括：

1)目标设备为所述PCI/X设备：

步骤S1：所述处理器发起链路初始化和枚举操作，识别系统中的总线及设备；

步骤S2：确定目标设备，所述处理器发起读写操作，向所述PCIe Switch发送数据或接收来自所述PCIe Switch的数据；同时，所述处理器向所述电源管理模块发送电源控制信号，所述PCIe转PCI/X第一模块需要进行数据传输，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第一模块进入正常运行状态，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块进入低功耗状态；

步骤S3：所述PCIe Switch识别目标路径和设备，所述PCIe Switch向所述PCIe转PCI/X第一模块发送数据或接收来自所述PCIe转PCI/X第一模块的数据；

步骤S4：所述PCIe转PCI/X第一模块向所述PCI/X设备发送数据或接收来自所述PCI/X设备的数据；

步骤S5：数据传输过程完成后，所述处理器向所述电源管理模块发送电源控制信号，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第一模块进入低功耗状态；

步骤S6：如果在步骤S3、S4数据传输过程中发生数据错误、设备不应答在内的相关异常情况，数据传输过程停止，所述PCIe转PCI/X第一模块向所述中断控制模块发送中断信号；

步骤S7：所述中断控制模块对收到的中断信号进行定位、分析和处理，将结果发送给所述处理器。

2)目标设备为所述Add-on总线设备：

步骤S1：所述处理器发起链路初始化和枚举操作，识别系统中的总线及设备；

步骤S2：确定目标设备，所述处理器发起读写操作，向所述PCIe Switch发送数据或接收来自所述PCIe Switch的数据；同时，所述处理器向所述电源管理模块发送电源控制信号，所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块需要进行数据传输，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块进入正常运行状态，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第一模块进入低功耗状态；

步骤S3：所述PCIe Switch识别目标路径和设备，所述PCIe Switch向所述PCIe转PCI/X第二模块发送数据或接收来自所述PCIe转PCI/X第二模块的数据；

步骤S4：所述PCIe转PCI/X第二模块向所述PCI/X转Add-on模块发送数据或接收来自所述PCI/X转Add-on模块的数据；

步骤S5：所述PCI/X转Add-on模块向所述Add-on总线设备发送数据或接收来自所述Add-on总线设备的数据；

步骤S6：数据传输过程完成后，所述处理器向所述电源管理模块发送电源控制信号，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块进入低功耗状态；

步骤S7：如果在步骤S3、S4、S5数据传输过程中发生数据错误、设备不应答在内的相关异常情况，数据传输过程停止，所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块向所述中断控制模块发送中断信号；

步骤S8：所述中断控制模块对收到的中断信号进行定位、分析和处理，将结果发送给所述处理器。

第三方面，提供了一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现所述PCIe总线协议转换方法的步骤。

第四方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述PCIe总线协议转换方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明整体结构简单，可实现PCIe总线转换成低速的PCI/X总线及Add-on总线；

2、本发明的PCIe、PCI/X、Add-on总线接口参数调整灵活，接口可扩展，适用范围广；

3、本发明采用中断控制模块，实现对数据传输过程中的异常监控，快速定位并及时处理。

本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明整体框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供了一种PCIe总线协议转换系统，参照图1所示，该系统包括：处理器、PCIe Switch、PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块、PCI/X转Add-on模块、中断控制模块、电源管理模块、PCI/X设备以及Add-on总线设备。

处理器连接PCIe Switch，处理器发起读写操作，向PCIe Switch发送数据或接收来自PCIe Switch的数据；PCIe Switch连接PCIe转PCI/X模块，PCIe Switch可识别目标路径和设备，向PCIe转PCI/X第一模块或PCIe转PCI/X第二模块发送数据或接收来自PCIeSwitch的数据。

PCIe转PCI/X第一模块连接PCI/X设备，PCIe转PCI/X第二模块连接PCI/X转Add-on模块，如果目标设备是所述PCI/X设备，PCIe转PCI/X第一模块向PCI/X设备发送数据或接收来自PCI/X设备的数据；反之，PCIe转PCI/X第二模块向PCI/X转Add-on模块发送数据或接收来自所述PCI/X转Add-on模块的数据。

PCI/X转Add-on模块连接Add-on总线设备，PCI/X转Add-on模块向Add-on总线设备发送数据或接收来自Add-on总线设备的数据。

处理器连接电源管理模块，处理器向电源管理模块发送电源控制信号，实现对PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块的功耗控制。电源管理模块连接PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块，电源管理模块控制PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块的功耗，传输数据时进入正常运行状态，空闲时进入低功耗状态。

PCIe转PCI/X第一模块、PCIe转PCI/X第二模块和所述PCI/X转Add-on模块连接中断控制模块，如果数据传输过程中发生数据错误、设备不应答等异常情况，PCIe转PCI/X第一模块和PCIe转PCI/X第二模块向中断控制模块发送中断信号；中断控制模块连接处理器，中断控制模块对收到的中断信号进行定位、分析和处理，将结果发送给处理器。

PCIe Switch可以提供1X、2X、4X的端口，传输速率可以配置成2.5Gbps、5.0Gbps。PCI/X设备可以是PCI设备和PCI-X设备，PCI设备工作频率可以是25MHz、33MHz、50MHz、66MHz，数据位宽可以是32位和64位，PCI-X设备工作频率可以是66MHz、100MHz、133MHz，数据位宽可以是64位；PCI/X设备传输数据可以是单次读写操作，也可以是触发读写操作。Add-on总线设备可以是ISA转换设备、多媒体设备、I/O控制器、存储设备、编码器等，工作频率最高支持40MHz，数据位宽可以是8位、16位和32位，传输数据可以是单次读写操作，也可以是连续读写操作。

本发明还提供了一种PCIe总线协议转换方法，该方法具体包括：

1)目标设备为所述PCI/X设备：

步骤S1：所述处理器发起链路初始化和枚举操作，识别系统中的总线及设备；

步骤S2：确定目标设备，所述处理器发起读写操作，向所述PCIe Switch发送数据或接收来自所述PCIe Switch的数据；同时，所述处理器向所述电源管理模块发送电源控制信号，所述PCIe转PCI/X第一模块需要进行数据传输，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第一模块进入正常运行状态，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块进入低功耗状态；

步骤S3：所述PCIe Switch识别目标路径和设备，所述PCIe Switch向所述PCIe转PCI/X第一模块发送数据或接收来自所述PCIe转PCI/X第一模块的数据；

步骤S4：所述PCIe转PCI/X第一模块向所述PCI/X设备发送数据或接收来自所述PCI/X设备的数据；

步骤S5：数据传输过程完成后，所述处理器向所述电源管理模块发送电源控制信号，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第一模块进入低功耗状态；

步骤S6：如果在步骤S3、S4数据传输过程中发生数据错误、设备不应答在内的相关异常情况，数据传输过程停止，所述PCIe转PCI/X第一模块向所述中断控制模块发送中断信号；

步骤S7：所述中断控制模块对收到的中断信号进行定位、分析和处理，将结果发送给所述处理器。

2)目标设备为所述Add-on总线设备：

步骤S1：所述处理器发起链路初始化和枚举操作，识别系统中的总线及设备；

步骤S2：确定目标设备，所述处理器发起读写操作，向所述PCIe Switch发送数据或接收来自所述PCIe Switch的数据；同时，所述处理器向所述电源管理模块发送电源控制信号，所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块需要进行数据传输，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块进入正常运行状态，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第一模块进入低功耗状态；

步骤S3：所述PCIe Switch识别目标路径和设备，所述PCIe Switch向所述PCIe转PCI/X第二模块发送数据或接收来自所述PCIe转PCI/X第二模块的数据；

步骤S4：所述PCIe转PCI/X第二模块向所述PCI/X转Add-on模块发送数据或接收来自所述PCI/X转Add-on模块的数据；

步骤S5：所述PCI/X转Add-on模块向所述Add-on总线设备发送数据或接收来自所述Add-on总线设备的数据；

步骤S6：数据传输过程完成后，所述处理器向所述电源管理模块发送电源控制信号，所述电源管理模块控制所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块进入低功耗状态；

步骤S7：如果在步骤S3、S4、S5数据传输过程中发生数据错误、设备不应答在内的相关异常情况，数据传输过程停止，所述PCIe转PCI/X第二模块和PCI/X转Add-on模块向所述中断控制模块发送中断信号；

步骤S8：所述中断控制模块对收到的中断信号进行定位、分析和处理，将结果发送给所述处理器。

本发明实施例提供了一种PCIe总线协议转换系统、方法、设备及介质，整体结构简单，可实现PCIe总线转换成低速的PCI/X总线及Add-on总线；总线接口参数调整灵活，接口可扩展，适用范围广；采用中断控制模块，实现对数据传输过程中的异常监控，快速定位并及时处理。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。