[發明專利]一種基于片上網絡數據采集的可配置協議轉換系統及方法

有效

• 申請號: 202110569866.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113190291B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 姜書艷;呂若瑩;趙寅帆;黃樂天
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445;G06F13/42;G06F15/78
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

本發明公開了一種基于片上網絡數據采集的可配置協議轉換系統及方法，該系統包括可配置協議轉換器、接口協議配置器、數據預處理與傳輸模塊和路由器；可配置協議轉換器包括可重構接口和片上網絡接口控制器。本發明基于片上網絡芯片與外部傳感器的接口技術，設計了滿足連接各種類型模擬/數字接口傳感器接入需求的可重構接口電路及其控制器，并在此基礎上利用串口進行接口協議可配置，有效解決了不同傳感器接口協議不同的問題，而且可配置接口，控制傳感器同步采樣，實現數據的同步采集。該方法使得數據采集系統具備連接不同接口標準的傳感器的能力，從而提升系統的適應范圍和靈活性，并且滿足了數據采集的同步采集的需要。

技術領域

本發明涉及片上網絡數據采集技術領域，具體涉及一種基于片上網絡數據采集的可配置協議轉換系統及方法。

背景技術

在數據采集系統中，往往需要不同類型不同型號的傳感器。而這些傳感器的接口方式存在著很大的差異性。這就要求數據采集系統具備連接不同接口標準的傳感器的能力，從而提升系統的適應范圍和靈活性。

目前機箱式的數據采集單元是依靠替換不同的數據采集模塊來實現這一功能的。為了使數據采集器能支持不同的智能傳感器通信協議，提高芯片的適用性，因此需要探索如何利用可重構技術來設計芯片與傳感器的接口。從而可以通過UART串口更改接口通信協議，滿足連接不同類型和接口協議傳感器的需要。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種基于片上網絡數據采集的可配置協議轉換系統及方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

第一方面，本發明提出了一種基于片上網絡數據采集的可配置協議轉換系統，包括可配置協議轉換器、接口協議配置器、數據預處理與傳輸模塊和路由器；

所述可配置協議轉換器包括可重構接口和片上網絡接口控制器；

所述可重構接口分別與所述接口協議配置器和所述數據預處理與傳輸模塊通信連接，其用于與前端傳感器進行數據通信，根據所述數據預處理與傳輸模塊發送的同步控制信號控制傳感器同步采集，并且根據接口協議配置器提取的端口配置信息將各種總線協議轉換為并行數據；

所述片上網絡接口控制器分別與所述數據預處理與傳輸模塊和所述路由器通信連接，其用于將傳感器采集的數據進行打包，轉換為片上網絡協議。

該方案的有益效果是：本發明基于片上網絡芯片與外部傳感器的接口技術，設計了滿足連接各種類型模擬/數字接口傳感器接入需求的可重構接口電路及其控制器，并在此基礎上利用串口進行接口協議可配置，有效解決了不同傳感器接口協議不同的問題，而且可配置接口，控制傳感器同步采樣，實現數據的同步采集。該方法使得數據采集系統具備連接不同接口標準的傳感器的能力，從而提升系統的適應范圍和靈活性，并且滿足了數據采集的同步采集的需要。

進一步地，所述接口協議配置器包括嵌入式處理器和可編程邏輯模塊；

所述嵌入式處理器用于通過UART串口與上位機和數據采集節點進行配置信息的通信，并且通過AXI總線與所述可編程邏輯模塊進行通信；

所述可編程邏輯模塊用于對所述嵌入式處理器傳輸的UART數據幀進行解包，提取端口配置信息。

該進一步方案的有益效果是：能夠通過UART串口完成對不同通道的接口的協議配置。

進一步地，所述UART數據幀具體設置低五位為配置的傳感器通道的id配置信息，第六位為需要配置的傳感器通道的接口協議配置信息。

該進一步方案的有益效果是：利用五位傳感器通道id可最多實現2^5＝32個通道的傳感器的接口配置，第六位可實現兩種接口協議的轉換。