[發明專利]千兆以太網的多通道數據循環采集系統及采集方法

有效

• 申請號: 201710385577.2
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107171978B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 邊河;劉廣森;王華偉;張德瑞;馮佳;楊洪濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H04L12/931
• 分類號: H04L12/931;H04L12/935;H04L12/863
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

1.一種千兆以太網的多通道數據循環采集系統，其特征在于：包括N路數據源、數據處理單元、千兆以太網網口以及上位機；

所述N路數據源為N臺用于采集圖像數據的相機；

所述數據處理單元包括FPGA芯片、N路信號輸入接口、N個網絡功能模塊、多通道控制模塊以及網絡發送模塊；N≥1；

N路信號輸入接口、N個網絡功能模塊、多通道控制模塊以及網絡發送模塊全部集成在FPGA芯片上；

N路信號輸入接口、N個網絡功能模塊以及N路數據源一一對應；

每一路數據源通過信號輸入接口將圖像數據發送至其對應的網絡功能模塊中；網絡功能模塊設置有FIFO緩存區，通過FIFO緩存區將每一路圖像數據進行緩存并且合成符合UDP協議的廣播數據包；

多通道控制模塊通過握手通訊機制實現多通道控制模塊循環對每一個網絡功能模塊進行響應，并且將每一路網絡功能模塊中的圖像數據依次發送給網絡發送模塊；

所述握手通訊機制具體為：

當不同通道圖像數據進入fifo緩存，達到fifo設定閾值后，會分別向多通道控制模塊發送一個高電平數據請求信號CHN_tx_image_busy_o，當多通道控制模塊循環響應到某一通道發送的數據請求信號后，會將CHN_tx_image_busy_o信號拉低，并且會回復當前通道一個拉低數據響應信號CHN_tx_busy_i，從而實現握手通訊；

網絡發送模塊通過千兆以太網網口與上位機通訊。

2.根據權利要求1所述的千兆以太網的多通道數據循環采集系統，其特征在于：所述廣播數據包包括MAC地址，IP地址和UDP網絡幀頭和CRC校驗碼。

3.根據權利要求1或2所述的千兆以太網的多通道數據循環采集系統，其特征在于：上述廣播數據包還包括每一個數據源的通道標記號和每一包數據的網絡包計數。

4.根據權利要求3所述的千兆以太網的多通道數據循環采集系統，其特征在于：所述信號輸入接口為RS422接口或RS485接口或LVDS接口或USB接口。

5.基于權利要求1-4任一權利要求所述的千兆以太網的多通道數據循環采集系統的采集方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)N路數據源分別通過信號輸入接口向網絡功能模塊發送數據圖像；

2)每一個網絡功能模塊將每一個數據源提供的圖像數據存入FIFO緩存區等待調度；同時，每一個網絡功能模塊對每一個數據源提供的圖像數據添加MAC地址，IP地址和UDP網絡幀頭和CRC校驗碼合成一個符合UDP協議的廣播數據包；

3)每一個網絡功能模塊通過提前預設的FIFO緩存區的緩存閾值，判斷是否向多通道控制模塊發送數據傳輸請求信號；

若只有一個網絡模塊達到閾值要求，則網絡功能模塊向多通道控制模塊發送數據傳輸請求信號，進行步驟4)；

若未達到閾值要求，則網絡功能模塊繼續接收圖像數據；

4)多通道控制模塊進行循環響應應答，當循環到某一通道發出數據傳輸請求信號的網絡功能模塊時，實現握手通訊，多通道控制模塊將該路圖像數據傳遞到網絡發送模塊；

所述握手通訊機制具體為：

當不同通道圖像數據進入fifo緩存，達到fifo設定閾值后，會分別向多通道控制模塊發送一個高電平數據請求信號CHN_tx_image_busy_o，當多通道控制模塊循環響應到某一通道發送的數據請求信號后，會將CHN_tx_image_busy_o信號拉低，并且會回復當前通道一個拉低數據響應信號CHN_tx_busy_i，從而實現握手通訊；

5)網絡發送模塊將該路圖像數據通過千兆以太網網口發送給上位機。