專利名稱：一種基于雙口ram的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種基于雙口 RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，它可用于航空、工業(yè)自動化、交通工具、醫(yī)療儀器、機械制造、樓宇控制、自動化儀表等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程控制在航空、工業(yè)自動化、醫(yī)療儀器、樓宇控制、智能家居等已經(jīng)廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的部分。然而，多處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制是當(dāng)今技術(shù)的一個難點。PCI總線是一種具有多路地址線和數(shù)據(jù)線的高性能的32/64位總線。它在高度集成的外圍控制器件、外圍插件板和處理器之間作為互連機構(gòu)應(yīng)用。PCI局部總線支持64位數(shù)據(jù)傳輸、多總線主控和線性突發(fā)方式，其數(shù)據(jù)傳輸速率為132MB/S，這給其發(fā)展提供了有利條件。另一推動PCI總線發(fā)展的原因是它可以降低成本，用大量面向PCI局部總線的處理芯片來構(gòu)造系統(tǒng)機、工作站、外圍設(shè)備及板卡，其性能優(yōu)越，處理能力、傳輸速度都很高?？梢奝CI總線成功地滿足工作要求，可實現(xiàn)多處理器之間數(shù)據(jù)高速傳輸交換。由于PCI總線處理能力強，傳輸速度快，因此處理器通過PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，往往會引起數(shù)據(jù)沖突堵塞現(xiàn)象，使得處理器之間通過PCI總線傳輸數(shù)據(jù)的速度大大降低，而且會引起數(shù)據(jù)丟失?；谏鲜鰡栴}，本實用新型提出一種基于雙口 RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，優(yōu)點在于實現(xiàn)多處理器之間通過PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，大大提高了處理器之間的處理能力和傳輸速度。該處理方法是運用高速雙口 RAM連接于處理器與PCI總線之間作為數(shù)據(jù)傳輸緩沖，提高數(shù)據(jù)傳輸能力，并且有效地解決數(shù)據(jù)沖突而引起的數(shù)據(jù)丟失，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪h(yuǎn)程控制，并且提高數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制的實時性。數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)用于航空領(lǐng)域、工業(yè)自動化、交通工具、醫(yī)療儀器、機械制造、樓宇控制、自動化儀表等眾多領(lǐng)域，因此，數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制是未來發(fā)展的一個趨勢。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種基于雙口 RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)多處理器之間通過PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，大大提高了處理器之間的處理能力和傳輸速度。為達(dá)到上述目的，本實用新型是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種基于雙口 RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括與被監(jiān)控模塊連接的第一微處理器，用于直接監(jiān)控各個被監(jiān)控模塊；其特征在于該系統(tǒng)還包括PowerPC處理器和第二微處理器,第一微處理器、第二微處理器和PowerPC處理器之間通過PCI總線接口連接，所述PowerPC處理器為數(shù)據(jù)傳輸中央處理器，對經(jīng)PCI總線上傳的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理；第一微處理器、第二微處理器和PowerPC處理器之間通過PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，第二微處理器通過CAN總線與上位機遠(yuǎn)程控制模塊連接進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，第一微處理器、第二微處理器與PCI總線接口之間連接雙口RAM作為數(shù)據(jù)傳輸緩沖。[0009]所述第一微處理器通過第一雙口 RAM與PCI接口電路連接，PCI接口電路通過PCI總線與PowerPC處理器連接，PCI接口電路還通過第二雙口 RAM與第二微處理器連接。第一微處理器通過內(nèi)部RS485或內(nèi)部CAN總線與多個被監(jiān)控模塊連接，所述多個被監(jiān)控模塊通過離散量信號線與CPLD模塊連接，所述CPLD模塊與第一微處理器連接。第二微處理器通過CAN接口電路與上位機遠(yuǎn)程控制模塊連接，CAN接口電路由CAN控制器、光耦隔離電路以及CAN收發(fā)器組成。其中，第二微處理器分別于兩個CAN控制器連接，該兩個CAN控制器通過光電隔離模塊分別與兩個CAN收發(fā)器連接，所述兩個CAN收發(fā)器通過CAN總線與上位機遠(yuǎn)程控制模塊連接。PowerPC處理器與以太網(wǎng)接口和RS232接口連接。本實用新型的優(yōu)點在于各個處理器分工明確，處理速度快，處理能力強，解決了單一處理器處理能力不足的問題；運用PowerPC處理器作為中央處理器，PowerPC處理器具有集成度高，有非常強的嵌入式表現(xiàn)，有優(yōu)異的性能、較低的能量損耗以及較低的散熱量，具有超強的處理速度，處理能力強等諸多優(yōu)點；運用PCI總線作為三個處理器之間數(shù)據(jù)交換的橋梁，PCI總線是一種具有多路地址線和數(shù)據(jù)線的高性能的32/64位總線，其性能優(yōu)越，處理能力、傳輸速度都很高，可實現(xiàn)多處理器之間數(shù)據(jù)高速傳輸交換；運用CAN總線進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸控制，CAN總線具有較高的通信速率和較強的抗干擾能力，具有高可靠和良好的錯誤監(jiān)測能力，且可實現(xiàn)較遠(yuǎn)的傳輸距離，可達(dá)3 km 10km。外圍控制模塊將各個控制狀態(tài)指令傳輸給微處理器，進(jìn)行數(shù)據(jù)控制管理，數(shù)據(jù)經(jīng)過雙口 RAM緩沖后通過PCI總線上傳到PowerPC模塊電路進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后通過PCI總線上傳到雙口 RAM緩沖后通過CAN模塊，CAN模塊由DSP、CAN控制器、光耦隔離、CAN收發(fā)器組成，CAN模塊設(shè)計兩路CAN總線，體現(xiàn)了雙余度設(shè)計，通過CAN總線進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。

以下將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖1是本實用新型的一種基于雙口 RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)整體功能框圖。
具體實施方式
如圖1所示，為本實用新型的基于雙口 RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)整體功能框圖，包括被監(jiān)控模塊1、CPLD模塊4、第一微處理器6、第一雙口 RAM 8、第二雙口 RAM 17,PCI接口電路12、PowerPC模塊10、以太網(wǎng)模塊14、RS232模塊19、第二微處理器21、CAN控制器24、光耦隔離模塊25、CAN收發(fā)器28。第一微處理器6為系統(tǒng)的主控模塊，CPLD模塊4通過數(shù)據(jù)地址總線、10離散量信號、讀寫使能信號外部地址片選信號5與第一微處理器6進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，CPLD模塊4可與多個離散量控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如電源電壓有無、門的開關(guān)狀態(tài)、燈的開關(guān)狀態(tài)等離散量信號可通過離散量信號線2與CPLD模塊4進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，CPLD模塊4將采集到的離散量信號狀態(tài)經(jīng)CPLD邏輯進(jìn)行地址譯碼，存入外擴地址中，本實用新型采用DSP2812作為第一微處理器6，每個地址寬度為16位，可存16個離散量數(shù)據(jù)，而DSP2812可擴展的外部地址空間> 1M,可存儲大量的尚散量信號。第一微處理器6可通過內(nèi)部RS485、內(nèi)部CAN總線3與多個被監(jiān)控模塊I進(jìn)行通信，被監(jiān)控模塊I可為智能開關(guān)、工業(yè)自動化儀器、醫(yī)療儀器、機械儀器、樓宇控制、航空自動化控制等。第一微處理器6通過數(shù)據(jù)地址總線7與第一雙口 RAM 8進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，第一雙口RAM 8與PCI接口電路12之間通過數(shù)據(jù)地址總線9進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，第二雙口 RAM 8作為微處理器與PCI總線之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)木彌_器件，用于避免數(shù)據(jù)傳輸沖突。PowerPC處理器10為該系統(tǒng)的中央處理器，集成度高，具有超強的處理能力和處理速度，PowerPC處理器通過PCI總線11與第一雙口 RAM 8、第一雙口 RAM 17進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，第一雙口 RAM 8、第一雙口 RAM 17通過數(shù)據(jù)地址總線9、16連接PCI接口電路，轉(zhuǎn)換成PCI總線11與PowerPC處理器10進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。PowerPC處理器10主要由PowerPC芯片外擴SDRAM、Flash、NVRAM存儲器組成，通過PowerPC處理器10的DUART接口連接RS232模塊19轉(zhuǎn)換成RS232總線22，連接電腦用于調(diào)試及PowerPC燒程時狀態(tài)回顯，通過PowerPC模塊的以太網(wǎng)接口連接以太網(wǎng)模塊14擴展以太網(wǎng)18，連接電腦的網(wǎng)口用于調(diào)試及PowerPC模塊程序錄入。第一微處理器6、第二微處理器21與PowerPC處理器之間通過PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，第一微處理器6與PCI接口電路之間連接第一雙口 RAM 8作為數(shù)據(jù)傳輸緩沖器，第二微處理器21與PCI接口電路之間連接第二雙口 RAM 17作為數(shù)據(jù)傳輸緩沖器，使PCI總線與處理器之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換成為可能，且極大地提高了數(shù)據(jù)交換的能力。第二微處理器21作為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸控制器，將PowerPC處理器10處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)PCI總線與第二雙口 RAM 17進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，微處理器21將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過CAN總線30連接至上位機遠(yuǎn)程控制模塊29進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，CAN接口電路由CAN控制器24、光耦隔離電路25以及CAN收發(fā)器28組成。本實用新型中各處理器分別描述如下:I)第一微處理器6與被監(jiān)控模塊I進(jìn)行通訊，直接監(jiān)控各個被監(jiān)控模塊，可通過CPLD擴展離散量信號口，將離散量信號譯碼到微處理器的地址數(shù)據(jù)里，實現(xiàn)微處理器I直接控制被監(jiān)控模塊；2)PowerPC處理器10是RISC嵌入式的理想基礎(chǔ)平臺，集成度高，有非常強的嵌入式表現(xiàn)，有優(yōu)異的性能、較低的能量損耗以及較低的散熱量，具有超強的處理速度，處理能力強，它具有通用的處理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，在高端的產(chǎn)品中運用非常廣泛。利用PowerPC處理器作為數(shù)據(jù)傳輸中央處理器，將數(shù)據(jù)信息上傳處理，且可存儲記錄大量的故障狀態(tài)等信息，還可以通過PowerPC模塊擴展以太網(wǎng)總線接口，RS232接口，USB接口等；3)第二微處理器21作為數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸控制器，將PowerPC處理器處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)PCI總線與第二微處理器21進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，第二微處理器21將數(shù)據(jù)處理并通過CAN總線進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。CAN總線是一種串行通信協(xié)議，具有較高的通信速率和較強的抗干擾能力，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，CAN總線協(xié)議已成為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，具有高可靠和良好的錯誤監(jiān)測能力。本實用新型采用雙余度設(shè)計，擴展兩路CAN總線，提高可靠性，當(dāng)其中一路CAN總線損壞時，系統(tǒng)可自動卻換到另一路CAN總線，不影響數(shù)據(jù)的傳輸控制，通過CAN總線進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸,傳輸距離可達(dá)3 km IOkm ；4)三個微處理器之間通過PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，微處理器與PCI總線之間連接高速雙口 RAM作為數(shù)據(jù)傳輸緩沖。微處理器通過數(shù)據(jù)地址總線與雙口 RAM —端的數(shù)據(jù)地址總線相連，雙口 RAM另一端的數(shù)據(jù)地址總線與PCI接口電路的數(shù)據(jù)地址總線相連，這樣，微處理器將需傳送至PCI總線的數(shù)據(jù)先傳送到雙口 RAM中作為緩沖器，之后PCI接口電路再從雙口 RAM另一端將數(shù)據(jù)讀取；相反，PCI總線將數(shù)據(jù)傳輸至微處理器時，先通過數(shù)據(jù)地址總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫p口 RAM中，微處理器再通過數(shù)據(jù)地址總線將所需的數(shù)據(jù)從雙口 RAM的
另一端讀取。本實用新型所述的一種基于雙口 RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于:a)數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用兩路雙余度的CAN總線與上位機進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，CAN總線是一種串行通信協(xié)議，具有較高的通信速率和較強的抗干擾能力，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化、交通工具、醫(yī)療儀器、機械制造、樓宇控制、自動化儀表等眾多領(lǐng)域。CAN總線協(xié)議已成為汽車計算機控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，具有高可靠和良好的錯誤監(jiān)測能力，采用雙余度的CAN總線體現(xiàn)了高可靠性，當(dāng)一路CAN總線損壞時，系統(tǒng)可自動卻換到另一路CAN總線，不影響數(shù)據(jù)的傳輸控制，CAN總線的傳輸距離可達(dá)3 km 10km，可實現(xiàn)較寬范圍的遠(yuǎn)程控制，還可以增加中繼器實現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離；b)三個微處理器之間通過PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，微處理器與PCI總線之間連接高速雙口 RAM作為數(shù)據(jù)傳輸緩沖。當(dāng)處理器之間大量的數(shù)據(jù)通過PCI總線直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時，會出現(xiàn)嚴(yán)重的數(shù)據(jù)堵塞現(xiàn)象，通過雙口 RAM能有效的解決數(shù)據(jù)堵塞問題，提高處理速度和傳輸能力，而且利用雙口 RAM還能解決時鐘不同步問題，為電路設(shè)計省了不少麻煩；微處理器將需傳送至PCI總線的數(shù)據(jù)先傳送到雙口 RAM中作為緩沖器，之后PCI接口電路再從雙口 RAM另一端將數(shù)據(jù)讀取；相反，PCI總線將數(shù)據(jù)傳輸至微處理器時，先通過數(shù)據(jù)地址總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫p口 RAM中，微處理器再通過數(shù)據(jù)地址總線將所需的數(shù)據(jù)從雙口 RAM的另一端讀取。c) PowerPC處理器作為中央處理器，PowerPC處理器是RISC嵌入式的理想基礎(chǔ)平臺，集成度高，有非常強的嵌入式表現(xiàn)，有優(yōu)異的性能、較低的能量損耗以及較低的散熱量，具有超強的處理速度，處理能力強，它具有通用的處理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，在高端的產(chǎn)品中運用非常廣泛。本實用新型中各模塊均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述，根據(jù)本實用新型的具體實施例，PowerPC處理器的型號為MPC8245，第一微處理器的型號為TMS320F2812，第二微處理器的型號為SMJ320F240。
權(quán)利要求1.一種基于雙口 RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括與被監(jiān)控模塊連接的第一微處理器；其特征在于該系統(tǒng)還包括PowerPC處理器和第二微處理器，第一微處理器、第二微處理器和PowerPC處理器之間通過PCI總線接口連接，第二微處理器通過CAN總線與上位機遠(yuǎn)程控制模塊連接，第一微處理器、第二微處理器與PCI總線接口之間連接雙口 RAM。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一微處理器通過第一雙口 RAM與PCI接口電路連接，PCI接口電路通過PCI總線與PowerPC處理器連接，PCI接口電路還通過第二雙口 RAM與第二微處理器連接。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于第一微處理器通過內(nèi)部RS485或內(nèi)部CAN總線與多個被監(jiān)控模塊連接，所述多個被監(jiān)控模塊通過離散量信號線與CPLD模塊連接，所述CPLD模塊與第一微處理器連接。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于第二微處理器通過CAN接口電路與上位機遠(yuǎn)程控制模塊連接，CAN接口電路由CAN控制器、光耦隔離電路以及CAN收發(fā)器組成。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于第二微處理器分別于兩個CAN控制器連接，該兩個CAN控制器通過光電隔離模塊分別與兩個CAN收發(fā)器連接，所述兩個CAN收發(fā)器通過CAN總線與上位機遠(yuǎn)程控制模塊連接。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于PowerPC處理器與以太網(wǎng)接口和RS232接口連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于雙口RAM的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括PowerPC處理器和第二微處理器，第一微處理器、第二微處理器和PowerPC處理器之間通過PCI總線接口連接，第二微處理器通過CAN總線與上位機遠(yuǎn)程控制模塊連接，第一微處理器、第二微處理器與PCI總線接口之間連接雙口RAM。本實用新型中，各個處理器分工明確，處理速度快，處理能力強，解決了單一處理器處理能力不足的問題，實現(xiàn)多處理器之間通過PCI總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，大大提高了處理器之間的處理能力和傳輸速度。
文檔編號G05B19/418GK203012455SQ201220601770
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者謝金雄 申請人:上海航空電器有限公司