[發明專利]一種基于FPGA+STM32的通信管理機系統

在審

• 申請號: 201710518659.X
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107342993A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 張琳;陳勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04J3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及智能監控領域，尤其涉及一種基于FPGA+STM32的通信管理機系統。

背景技術

現行的通訊管理機多采用摩托羅拉公司提供的PowerPC系列處理器為主芯片實現通訊管理機技術，其相關架構如圖1PowerPC系列通訊管理機結構示意圖所示。

其中，MPC芯片和FLASH、SDRAM等組成嵌入式系統，實現所有協議的處理和數據的轉發，多片CPLD配合實現串口接收的多路譯碼和LCD驅動，串口數據采集通過串口協議芯片實現串口協議轉FIFO。因為所有協議數據處理都是靠主芯片來完成吧，再需要擴展更多串口進行使用的時候，沒法實現高度的時效性，對系統的壓力也會在增大。如在一個智能充電站，需要對所有充電樁數據進行采集處理，就會因為所需要采集處理的數據量過大，而造成該通訊管理機無法實時地采集并處理所有的數據。

發明內容

鑒于上述技術問題，本發明提供了一種通訊管理機，能夠用在光伏電站及智能充電站的數據采集端，可通過串口標準通訊協議采集電站方陣的各設備數據，并上傳到中心站點；也可對智能充電站充電樁數據進行采集和數據處理，再集中上傳到后臺。

本發明解決上述技術問題的主要技術方案為：

一種通訊管理機，其特征在于，包括：

現場可編程邏輯門陣列，具有多個串口，用以接收數據并對所述數據進行預處理；

嵌入式微控制單元，與所述現場可編程邏輯門陣列連接，以接收所述預處理后的數據，對所述預處理后的數據進行解析。

上述通訊管理機，其特征在于，還包括：

可變靜態存儲控制器，且所述嵌入式微控制單元通過所述可變靜態存儲控制器與所述現場可編程邏輯門陣列連接；

靜態存儲器，與所述可變靜態存儲控制器連接；

非易性閃存，與所述可變靜態存儲控制器連接。

優選的，所述現場可編程邏輯門陣列具有16路串口。

優選的，所述現場可編程邏輯門陣列根據MODBUS通信協議進行數據接收和預處理。

優選的，所述嵌入式微控制單元選用ARM處理器；

其中，所述嵌入式微控制單元為一ARM處理器，且所述ARM處理器包括：

串行外設接口和調試串口；

實時時鐘模塊，與所述串行外設接口連接，用以向所述通訊管理機提供時鐘；

復位定時器，與所述調試串口連接，用以對所述通訊管理機進行復位控制。

優選的，所述通訊管理機采用嵌入式實時操作系統；

其中，所述嵌入式實時操作系統包含：

調試串口服務單元，用以在所述實時操作系統運行過程中，對所述通訊管理機的運行狀態進行控制；

數據處理單元，用以收發所述現場可編程邏輯門陣列預處理后的數據，根據MODBUS通信協議對所述預處理后的數據進行解析，并將解析結果存儲于一存儲器中；

以太網服務單元，用以與任一以太網設備進行數據傳遞；以及

用戶系統服務單元，與所述嵌入式微控制單元的實時時鐘模塊連接，用以讀取所述實時時鐘模塊的時鐘信號，并實時上傳所述嵌入式實時操作系統所需時鐘。

優選的，所述通訊管理機采用GPRS無線通信。

上述技術方案具有如下優點或有益效果：

本發明提供一種通訊管理機，針對通訊管理機串口數據處理速率慢以及處理數據量有限的問題，主模塊采用現場可編程邏輯門陣列(FPGA)與嵌入式微控制單元(MCU)聯合設計，FPGA具有多個串口，用以接收數據并對所述數據進行預處理；MCU與FPGA連接，以接收預處理后的數據，對預處理后的數據進行解析，相比傳統通訊管理機，FPGA對采集到的數據進行預先處理，減輕微控制器的數據處理壓力，同時，本系統采用嵌入式實時操作系統實時進行高效的功能調度，加快數據處理的效率，既增強了通訊管理機的時效性又提高了通訊管理機處理數據的能力，且發明通訊管理機串口易擴展，亦可實現GPRS無線通信。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分地描述本發明的實施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構成對本發明技術方案的范圍的限制。

圖1 PowerPC系列通訊管理結構示意圖；

圖2 本發明通訊管理機結構示意圖；

圖3 本發明通訊管理機實時操作系統框圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節以便提供對本發明更為徹底的理解。當然除了這些詳細描述外，本發明還可以具有其他實施方式。