[發明專利]機械臂系統中的M－LVDS高速串行通信裝置及其通信控制方法

無效

• 申請號: 200710144404.8
• 申請日: 2007-09-30
• 公開（公告）號: CN101131586A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 黃劍斌;劉宏;謝宗武;金明河;孫奎;蔣再男;劉璐;熊根良
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 朱永林

1.機械臂系統中的M-LVDS高速串行通信裝置，它由主節點(2)、多個分節點(3)、串行總線(4)、電阻RT1、電阻RT2組成；

其特征在于主節點(2)由主FPGA邏輯器件(2-1)、主M-LVDS驅動收發器(2-2)組成；

FPGA邏輯器件(2-1)的通信數據輸入輸出總線端連接上位機中的DSP數字信號處理器(1)的通信數據輸入輸出總線端FPGA邏輯器件(2-1)的M-LVDS數據控制輸出輸入總線端連接主M-LVDS驅動收發器(2-2)的數據控制輸出輸入總線端；

每個分節點(3)都由M-LVDS驅動收發器(3-1)、FPGA邏輯器件(3-2)組成；

M-LVDS驅動收發器(3-1)的數據控制輸出輸入總線端連接FPGA邏輯器件(3-2)的M-LVDS數據控制輸出輸入總線端，FPGA邏輯器件(3-2)的通信數據輸入輸出總線端為外部數據輸入輸出端；

主節點(2)中的主M-LVDS驅動收發器(2-2)的串行通信端、每個分節點(3)中的M-LVDS驅動收發器(3-1)的串行通信端都依次連接在串行總線(4)上，串行總線(4)兩端的兩條線之間分別跨接有電阻RT1、電阻RT2。

2.機械臂系統中的M-LVDS高速串行通信控制方法，其特征在于它的控制方法步驟為：

步驟一、開機，系統自檢；

步驟二、每個分節點(3)中的FPGA邏輯器件(3-2)都讀取自己的地址數據；地址數據包括接收總線地址和發送給主節點(2)中的主FPGA邏輯器件(2-1)的地址；

步驟三、設置數據收發過程時間T，分節點數量N，設置每個分節點(3)發送數據時間T1；

步驟四、主節點(2)的主FPGA邏輯器件(2-1)中的接收模塊處于待機狀態，每個分節點(3)中的FPGA邏輯器件(3-2)的收發模塊處于待機狀態并實時接收串行總線(4)上傳送的數據，主節點(2)中的主FPGA邏輯器件(2-1)的發送模塊開始開啟周期為T的定時中斷；

步驟五、主節點(2)的主FPGA邏輯器件(2-1)的發送模塊判斷是否進入T定時中斷，判斷結果為否，則待機，判斷結果為是，則進入T定時中斷過程；在T定時中斷程序過程中，首先將已經接收到的各分節點(3)數據按照分節點(3)順序合并成包上傳發送給上位機中的DSP數字信號處理器1，(第一個周期數據均為0)，然后下傳上位機中的DSP數字信號處理器1中發給各分節點(3)的數據；開啟T1單分節點(3)數據發送定時中斷，并打開發送標志位，退出T中斷過程進入待機狀態；

步驟六、在待機狀態下，判斷是否進入T1中斷且發送標志位是否為1，判斷結果為否，則待機，判斷結果為是，則進入T1定時中斷過程；在T1定時中斷過程中，首先發送單分節點(3)數據；然后判斷最后一個分節點(3)的數據是否發送結束，結果為否，則進入待機狀態等待下一個T1中斷發送下一個分節點(3)的數據，判斷結果為是，則關閉T1定時中斷且將發送標志位清零，繼續待機；

步驟七、當主節點(2)的主FPGA邏輯器件(2-1)的發送模塊陸續發送各分節點(3)數據的同時，每個分節點(3)中的FPGA邏輯器件(3-2)收發模塊正處于待機狀態；在待機狀態下，每個分節點(3)中的FPGA邏輯器件(3-2)實時接收串行總線(4)上傳送的數據，首先判斷是否檢測到幀開始段數據，判斷結果為否，則繼續待機，結果為是，則接收地址段數據；接收完地址段數據后，分節點(3)中的FPGA邏輯器件(3-2)進行地址匹配檢測，判斷結果為否，則說明不是發給本分節點(3)的，繼續持機，判斷結果為是，則接收全部數據，并把數據存入相應的存儲器中；接收完數據后，數據進行循環冗余校驗，用于確定數據包在傳輸過程中是否出錯；判斷結果為是，則進行解釋和處理數據，判斷結果為否，則將接收的數據丟棄；循環冗余驗證結束后，立刻啟動中斷發送本分節點(3)數據；中斷發送完自身分節點(3)數據后，繼續待機；

步驟八、當串行總線(4)上有數據返回時，主節點(2)的主FPGA邏輯器件(2-1)的接收模塊正處于待機狀態；在待機狀態下，主節點(2)的主FPGA邏輯器件(2-1)實時接收串行總線(4)上上傳的數據，首先判斷是否檢測到幀開始段數據，判斷結果為否，則繼續待機，判斷結果為是，則接收地址段數據；接收完地址段數據后，主節點(2)的主FPGA邏輯器件(2-1)進行地址匹配檢測，判斷結果為否，則說明數據發送有誤不屬于地址段數據，繼續持機，判斷結果為是，則判斷是哪個分節點(3)發來的數據，并接收全部數據，將其存儲在相應的存儲器中；一個分節點(3)數據接收結束后，將進行循環冗余校驗，用于確定數據包在傳輸過程中是否出錯；判斷結果為是，則進行解釋和處理數據，判斷結果為否，則將接收的數據丟棄；循環冗余驗證結束后，繼續待機；

步驟九、返回，運行步驟三。