[發(fā)明專利]一種基于FPGA的多路串口服務(wù)器及其數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911403445.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113127400B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張維達(dá);崔明;張甫愷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G06F13/42
• 分類號(hào): G06F13/42
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

1.一種基于FPGA的多路串口服務(wù)器，其特征在于，所述多路串口服務(wù)器包括：

設(shè)置有接口芯片驅(qū)動(dòng)模塊和內(nèi)部控制模塊的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA芯片，與所述FPGA芯片相連接的422接口模塊和232接口模塊；

所述232接口模塊中包含一路主串口和一路子串口，所述422接口模塊中包含多路子串口；或，所述232接口模塊中包含至少一路子串口，所述422接口模塊中包含一路主串口和至少一路子串口；

所述主串口用于接收串口數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到所述接口芯片驅(qū)動(dòng)模塊，所述接口芯片驅(qū)動(dòng)模塊用于在接收到所述串口數(shù)據(jù)后將其轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)信息；

所述內(nèi)部控制模塊對(duì)所述并行的數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行判斷，以使所述多路串口服務(wù)器執(zhí)行相應(yīng)的操作，并等待所述主串口或子串口的反饋；

所述232接口模塊中包含一路主串口和一路子串口時(shí)，所述422接口模塊中包含12路子串口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路串口服務(wù)器，其特征在于，所述232接口模塊中主串口和子串口均為全雙工RS-232串口，所述多路子串口為全雙工RS-422串口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路串口服務(wù)器，其特征在于，所述多路串口服務(wù)器還包括：

與所述FPGA芯片連接的FLASH存儲(chǔ)芯片、LED信號(hào)指示燈以及外部時(shí)鐘；

所述FLASH存儲(chǔ)芯片用于FPGA二進(jìn)制程序的存儲(chǔ)，以及主串口和子串口工作頻率、通訊字節(jié)長(zhǎng)度、通訊格式的存儲(chǔ)；

所述LED信號(hào)指示燈用于指示當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以及各個(gè)串口信息的有無(wú)；

所述外部時(shí)鐘與所述FPGA芯片中的時(shí)鐘管理模塊相連接，通過(guò)無(wú)源晶振和有源倍頻模塊產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻率、高穩(wěn)定性、低溫漂的穩(wěn)定時(shí)鐘輸入。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多路串口服務(wù)器，其特征在于，所述多路串口服務(wù)器還包括：

與所述422接口模塊和232接口模塊連接的高密航空插頭，以保證所述多路串口服務(wù)器在較小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)位的對(duì)外輸入輸出。

5.一種應(yīng)用于權(quán)利要求3或4所述的多路串口服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括：

通過(guò)主串口接收串口數(shù)據(jù)后發(fā)送至接口芯片驅(qū)動(dòng)模塊，由所述接口芯片驅(qū)動(dòng)模塊將所述串口數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)信息；

內(nèi)部控制模塊獲取所述數(shù)據(jù)信息，并判斷所述數(shù)據(jù)信息的類型；

若所述數(shù)據(jù)信息為依照協(xié)議編寫的內(nèi)部控制命令，則控制多路串口服務(wù)器進(jìn)入內(nèi)部命令設(shè)置狀態(tài)；

若所述數(shù)據(jù)信息為對(duì)子串口通訊的控制命令，則判斷是否為查詢命令；

若所述控制命令是查詢命令，則在將查詢命令分發(fā)給相應(yīng)子串口之后，內(nèi)部控制模塊狀態(tài)機(jī)進(jìn)入等待模式；

若所述控制命令是對(duì)子串口的控制命令，則直接依照協(xié)議將控制命令發(fā)送至相應(yīng)的子串口。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在控制多路串口服務(wù)器進(jìn)入內(nèi)部命令設(shè)置狀態(tài)之后，包括：

依照協(xié)議將各個(gè)子串口的工作頻率、字節(jié)長(zhǎng)度、校驗(yàn)位信息以及返回信息格式，通過(guò)FLASH讀寫模塊按照規(guī)定的位置寫入FLASH存儲(chǔ)芯片中。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在通過(guò)FLASH讀寫模塊按照規(guī)定的位置寫入FLASH存儲(chǔ)芯片中之后，包括：

判斷該次寫入是否成功；

若寫入成功，則由主串口返回寫入成功字符串，否則返回寫入失敗字符串。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，在內(nèi)部控制模塊狀態(tài)機(jī)進(jìn)入等待模式之后，包括：

等待所有子串口的反饋信息；

當(dāng)所有子串口均返回有效數(shù)據(jù)或者時(shí)鐘管理模塊提示等待超時(shí)后，內(nèi)部控制模塊將接受到的子串口數(shù)據(jù)按照設(shè)定的協(xié)議打包發(fā)送給主串口。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，對(duì)于超時(shí)的子串口在打包發(fā)送時(shí)，將超時(shí)或無(wú)效信息疊加在數(shù)據(jù)包中一并發(fā)送。