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申请/专利权人：天津津航计算技术研究所

摘要：本发明涉及一种基于PCIE的多通道双向IO的控制系统及方法，属于计算机总线通信技术领域。所述多通道双向IO控制系统包括PCIE总线控制模块、GPIO数据配置模块、GPIO输入获取模块和GPIO输出控制模块。该系统利用FPGA架构并行化的优点，能够实现多路GPIO输入输出完全并行化的控制，同时具备IO方向可配置的功能，实现对IO接口的灵活使用。与现有技术相比，本发明实现了单个主控制器对多路IO接口在某一时刻的完全并行控制，且IO接口方向可通过主控制器进行灵活配置，进而避免了传统的顺序控制方法带来的潜在非同时的安全隐患。这种模块化的设计方式通过单芯片即可实现全部功能，而且后续升级过程不会出现硬件PCB电路板的调整问题，为工作带来了较大的便利，也降低了开发成本。

主权项：1.一种基于PCIE的多通道双向IO的控制系统，其特征在于，主机端与所述控制系统通过PCIE总线交互，对控制系统进行控制；所述控制系统包括PCIE总线控制模块、GPIO数据配置模块和GPIO输出控制模块；所述控制系统采用FPGA器件设计，所述PCIE总线控制模块、GPIO数据配置模块和GPIO输出控制模块均在FPGA器件上实现；所述PCIE总线控制模块包括PCIEIP核部分和PIO读写控制部分；PIO读写控制部分包括用于实现TLP报文的组帧和帧解析的整体状态机，以及用于实现AXI总线接收和发送的控制器；所述GPIO数据配置模块包括两部分功能，一部分是获取主机端下发的GPIO的待输出的有效数据，一部分是获取主机端下发的GPIO方向配置信号；主机端通过PCIE总线，将GPIO的待输出的有效数据和GPIO方向配置信号各自写入到PCIE总线控制模块的指定地址中，所述GPIO数据配置模块从指定地址中将GPIO的待输出的有效数据提取出来并赋值到GPIO输出寄存器GPIO_reg_out中，所述GPIO输出寄存器的数据位宽与GPIO的数量强相关；接着，GPIO数据配置模块从指定地址中将GPIO方向配置信号提取出来赋值到GPIO方向寄存器GPIO_reg_dir中，待两部分都读取和配置完成后，主机端通过PCIE总线向指定的控制地址写入控制信息，所述GPIO输出控制模块收到控制信息后打开输出总开关，所述有效数据会根据配置好的IO方向完成向指定路IO的输出，进而完成IO的读写；所述GPIO输出控制模块用于配合GPIO数据配置模块完成IO信号的输出；当主机端配置多路GPIO输出时，首先通过GPIO数据配置模块写入配置信息，所述配置信息中包括对各路GPIO的高低电平输出信息和方向配置信息；待配置信息写入完成后，主机端通过PCIE总线向指定的控制地址写入控制信息，所述GPIO输出控制模块收到控制信息后会打开输出总开关，所述配置信息在同一时刻从各路配置为输出的IO端口发送出去。

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