[發明專利]基于M-LVDS總線的多板卡通信系統及方法

在審

• 申請號: 202011429232.0
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112463693A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 馬鵬;劉佩;張偉;鄭燕;邱益波;劉宇;殷弼君;付仲滿;許圣全;於健
• 申請（專利權）人: 華東計算技術研究所（中國電子科技集團公司第三十二研究所）
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F13/42
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種基于M?LVDS總線的多板卡通信系統及方法，包括：M?LVDS總線、M?LVDS驅動芯片、M?LVDS控制器；所述M?LVDS控制器輸出控制與數據的數字信號給M?LVDS驅動芯片；所述M?LVDS驅動芯片實現數字信號與差分電平信號的轉換；所述M?LVDS總線能夠傳輸H/L電平信號；所述M?LVDS總線與發送通路相應的是接收通路，在接收方向，M?LVDS驅動芯片將M?LVDS總線上的H/L電平信號轉換成數字信號，提交給M?LVDS控制器。本發明能夠滿足1Mbs～100Mbps的傳輸速率要求，支持節點數可達32個，傳輸距離可達50米。

技術領域

本發明涉及數字通信技術領域，具體地，涉及一種基于M-LVDS總線的多板卡通信系統及方法。

背景技術

在軌道交通的控制系統等嵌入式系統中，存在很多板卡，這些板卡之間需要通信。目前板級間通信廣泛使用的通信協議有：PCI、CAN、I2C、SPI、串口、以太網等，其中串行通信使用較多的是CAN總線協議。基于安全性、方便性、低成本等方面的考慮，CAN總線協議在汽車產業中廣泛使用，CAN總線最大支持長度為40米，最高通信速度為1Mbps。

在軌道交通控制系統中，板卡之間的傳輸速率要求在25Mbps～100Mbps之間，CAN總線已無法滿足通信要求。以太網傳輸支持10/100/1000Mbps等傳輸速率，但以太網的實時性、可靠性較差，不適合在控制類嵌入式系統中使用。

專利文獻CN108038073Agon公開了一種基于MLVDS的多板卡通信系統，包括相互連接通信的一個第一通信板卡及多個第二通信板卡，第一通信板卡及第二通信板卡包括一個FPGA芯片、第一MLVDS芯片、第二MLVDS芯片；第一通信板卡包括時鐘芯片；第一通信板卡的FPGA芯片分別與時鐘芯片及第一通信板卡的第二MLVDS芯片連接，時鐘芯片與第一通信板卡的第一MLVDS芯片連接；第二通信板卡的FPGA芯片分別與第二通信板卡的第一MLVDS芯片、第二MLVDS芯片連接；第一通信板卡的第二MLVDS芯片與第二通信板卡的第二MLVDS芯片經數據總線連接，第一通信板卡的第一MLVDS芯片與第二通信板卡的第一MLVDS芯片經時鐘總線連接實現第一通信板卡與第二通信板卡共享時鐘。該專利在結構和技術效果上仍然有待提高的空間。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于M-LVDS總線的多板卡通信系統及方法。

根據本發明提供的一種基于M-LVDS總線的多板卡通信系統，包括：M-LVDS總線、M-LVDS驅動芯片、M-LVDS控制器；所述M-LVDS控制器(基于FPGA實現)輸出控制與數據的數字信號給M-LVDS驅動芯片；所述M-LVDS驅動芯片實現數字信號與差分電平信號的轉換；將0、1數字信號轉換成M-LVDS總的H/L信號，所述M-LVDS總線作為傳輸介質，能夠傳輸H/L等電平信號；所述M-LVDS總線與發送通路相應的是接收通路，在接收方向，M-LVDS驅動芯片將M-LVDS總線上的H/L電平信號轉換成數字信號，提交給M-LVDS控制器。

優選地，還包括：板卡部件；

所述M-LVDS驅動芯片、M-LVDS控制器設置于板卡部件上；

所述板卡部件與M-LVDS總線相連。

優選地，所述板卡部件的數量為一個或者多個；

所述多個板卡部件與M-LVDS總線相連。

優選地，所述M-LVDS總線是共享總線；

所述M-LVDS總線上的每個節點都能夠發起傳輸事務。

為了解決多節點爭奪總線使用權問題，需要定義仲裁策略。由于仲裁時存在多節點同時驅動總線的可能，導致總線上信號質量變差。因此本發明規定總線上只能有一個節點可以主動發起總線事務。這個節點一般是控制系統中的主處理器板，負責數據收集和處理。本發明稱這個節點為主節點，其它節點為從節點。