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      一種cuda環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與h265協(xié)議互連的方法

      文檔序號(hào):7769850閱讀:484來源:國知局
      一種cuda環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與h265協(xié)議互連的方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通過網(wǎng)橋在基于CUDA的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和基于H.265協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的同架構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)通訊的方法。網(wǎng)橋包括FPGA及存儲(chǔ)器、CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、H.265模塊、供電模塊和外圍電路,CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和H.265模塊分別與FPGA及存儲(chǔ)器連接,F(xiàn)PGA及存儲(chǔ)器執(zhí)行存儲(chǔ)CUDA棧、H.265主站棧和CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊等軟件模塊,CUDA和H.265通過CUDA棧、H.265主站棧和CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊相互轉(zhuǎn)化互連。本發(fā)明可以使CUDA控制系統(tǒng)能完全兼容符合H.265的智能設(shè)備,實(shí)現(xiàn)CUDA網(wǎng)絡(luò)和H.265協(xié)議的無縫互連。
      【專利說明】—種CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與H265協(xié)議互連的方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本本發(fā)明涉及環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議通訊領(lǐng)域,尤其涉及通過一種CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與H.265協(xié)議互連的方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]CUDA是一種用于工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)時(shí)、高速以太網(wǎng)通信協(xié)議。它具有傳輸容量大、傳輸速度快、時(shí)鐘同步性高、實(shí)現(xiàn)成本低、開放性好等特點(diǎn)。H.265是一種廣泛應(yīng)用的現(xiàn)場總線技術(shù),在多種工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中有大量工程應(yīng)用。但EtherCAT實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)與CAN總線在通信協(xié)議上存在明顯區(qū)別,因此當(dāng)自動(dòng)化系統(tǒng)中同時(shí)存在EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)和CAN總線時(shí),不能直接進(jìn)行互聯(lián)通信,需要設(shè)計(jì)一種網(wǎng)關(guān)來解決這個(gè)問題。
      [0003]而H.265是一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設(shè)備之間的協(xié)議通訊,它產(chǎn)生于總線技術(shù)和智能儀表的起步時(shí)期,帶有從模擬儀表和模擬信號(hào)系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)過渡的特征,是目前世界上安裝節(jié)點(diǎn)數(shù)最多的較為成熟的協(xié)議技術(shù),尤其是智能儀表的主流技術(shù)。在H.265通訊中主要變量和控制信息采用傳統(tǒng)4-20mA電流傳遞技術(shù),在需要的情況下,另外的測(cè)量、過程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準(zhǔn)、診斷信息通過H.265進(jìn)行訪問。因此H.265協(xié)議是僅用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備層的低速協(xié)議技術(shù),在其上層肯定還要采用其他協(xié)議或環(huán)形網(wǎng)絡(luò)技術(shù),才能構(gòu)成完整的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。而我國自行制定的CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),雖然可以延伸到現(xiàn)場設(shè)備層,可以獨(dú)立構(gòu)成一個(gè)完整的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò),但如果不能兼容其他國際主流協(xié)議技術(shù),對(duì)其推廣應(yīng)用極為不利。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何實(shí)現(xiàn)CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與H.265協(xié)議之間的通訊,使CUDA網(wǎng)絡(luò)能兼容目前應(yīng)用最多的H.265協(xié)議通訊,從而進(jìn)一步推動(dòng)CUDA標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的推廣應(yīng)用。
      [0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種實(shí)現(xiàn)CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與H.265協(xié)議互連的方法,如下所述:
      [0006]I) CUDA非周期報(bào)文與H.265總線互連:
      [0007]CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道和CUDA棧接收存儲(chǔ)來自CUDA網(wǎng)絡(luò)的非周期報(bào)文,并將其遞交給CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊,CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊對(duì)CUDA非周期報(bào)文進(jìn)行解碼,組成符合H.265的報(bào)文后,傳遞給H.265主站棧,發(fā)送到相應(yīng)的H.265通訊通道;
      [0008]2) CUDA周期報(bào)文與H.265總線互連:
      [0009]CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道和CUDA棧接收存儲(chǔ)來自CUDA網(wǎng)絡(luò)的周期報(bào)文,并將控制傳輸賦給對(duì)應(yīng)的H.265電流傳輸通道;
      [0010]3) H.265通訊通道報(bào)文與CUDA網(wǎng)絡(luò)互連:
      [0011]H.265通訊通道和H.265主站棧接收存儲(chǔ)來自H.265通訊通道的H.265報(bào)文,并將其遞交給CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊,CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊對(duì)H.265報(bào)文進(jìn)行解碼,組成符合CUDA的非周期報(bào)文后,傳遞給CUDA棧,通過CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道發(fā)送到CUDA網(wǎng)絡(luò);
      [0012]4) H.265電流導(dǎo)入通道的模擬電流信號(hào)與CUDA網(wǎng)絡(luò)互連:
      [0013]H.265電流導(dǎo)入通道的模擬電流信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化傳遞給CUDA棧,作為CUDA周期報(bào)文,通過CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道發(fā)送到CUDA網(wǎng)絡(luò);
      [0014]5) CUDA規(guī)定的其他通訊事務(wù)與H.265規(guī)定的其他通訊事務(wù)互連:
      [0015]CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道和CUDA棧接收存儲(chǔ)來自CUDA網(wǎng)絡(luò)的CUDA規(guī)定的其他通訊事務(wù),H.265通訊通道和H.265主站棧接收存儲(chǔ)來自H.265總線的H.265規(guī)定的其他通訊事務(wù),兩者間通過CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊解碼后相互傳遞。
      [0016]一種用于實(shí)現(xiàn)CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與H.265協(xié)議互連的網(wǎng)橋,包括FPGA及存儲(chǔ)器、CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、H.265模塊、供電模塊和外圍電路,其特征在于:所述FPGA及存儲(chǔ)器包括CUDA棧、CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊和H.265主站棧;所述CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和H.265模塊分別與FPGA微處理器及存儲(chǔ)器連接。
      [0017]所述CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊模塊包括環(huán)形網(wǎng)絡(luò)控制器、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)接口電路和環(huán)形網(wǎng)
      絡(luò)接口。
      [0018]所述H.265模塊包括H.265導(dǎo)入模塊和H.265傳輸模塊。
      [0019]所述H.265導(dǎo)入模塊包括H.265電流信號(hào)調(diào)制、A/D轉(zhuǎn)化、光電隔離模塊、H.265信息參數(shù)調(diào)制、H.265通訊控制器。
      [0020]所述H.265傳輸模塊包括光電隔離模塊、D/A轉(zhuǎn)化、H.265電流信號(hào)調(diào)制、H.265信息參數(shù)調(diào)制、H.265通訊控制器。
      [0021]所述H.265模塊可以有至少一個(gè)。
      [0022]所述外圍電路是復(fù)位電路和/或看門狗電路。
      [0023]本發(fā)明提供的網(wǎng)橋及其實(shí)現(xiàn)CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和H.265協(xié)議互連的方法,具有以下優(yōu)點(diǎn).
      [0024]I)使CUDA控制系統(tǒng)能完全兼容符合H.265的智能設(shè)備,實(shí)現(xiàn)CUDA網(wǎng)絡(luò)和H.265協(xié)議的無縫互連;
      [0025]2) CUDA/H.265網(wǎng)橋?qū)深怘.265信息轉(zhuǎn)化成兩類CUDA報(bào)文,在充分保留所有
      H.265信息的同時(shí),還很好的解決了兩種網(wǎng)絡(luò)在通訊速率上的巨大差異帶來的數(shù)據(jù)交換問題;
      [0026]3)具有CUDA控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程I/O功能,可降低系統(tǒng)的硬件開銷,同時(shí)可節(jié)省電纜和安裝費(fèi)用;
      [0027]4)具有極好的可互操作性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性,網(wǎng)橋無須任何更新就能支持智能H.265設(shè)備的功能擴(kuò)展和更新。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0028]圖1是本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)框圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0029]如圖1所示,其中,CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道I和CUDA棧2,負(fù)責(zé)接收來自CUDA網(wǎng)絡(luò)的非周期報(bào)文,并將其遞交給CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊3進(jìn)行下一步的處理,同時(shí)負(fù)責(zé)將CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊3遞交給它的報(bào)文作為CUDA非周期報(bào)文發(fā)送到CUDA網(wǎng)絡(luò);同時(shí)負(fù)責(zé)接收來自CUDA網(wǎng)絡(luò)的周期報(bào)文,并將控制傳輸賦給對(duì)應(yīng)的H.265電流傳輸通道,并將相關(guān)的H.265電流導(dǎo)入通道的主變量通過CUDA周期報(bào)文發(fā)送到CUDA網(wǎng)絡(luò)。另外,CUDA棧2和CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道I還將負(fù)責(zé)所有其他CUDA規(guī)定的通訊事務(wù)處理;
      [0030]其中,CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊3,負(fù)責(zé)對(duì)CUDA非周期報(bào)文進(jìn)行解碼,并組成符合
      H.265的報(bào)文,交給H.265主站棧4,發(fā)送到相應(yīng)的H.265通訊通道,同時(shí)負(fù)責(zé)將來自H.265主站棧4和H.265通訊通道的H.265報(bào)文進(jìn)行編碼,并組成符合CUDA的非周期報(bào)文,遞交給CUDA棧2,通過CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道I發(fā)送到CUDA網(wǎng)絡(luò);
      [0031]H.265通道5/6有兩種類型,其中H.265通道5由一個(gè)H.265電流導(dǎo)入通道和一個(gè)
      H.265通訊通道組成,H.265通道6由一個(gè)H.265電流傳輸通道和一個(gè)H.265通訊通道組成。
      H.265電流導(dǎo)入或傳輸通道負(fù)責(zé)米樣或傳輸來自或去往H.265設(shè)備的模擬電流信號(hào),H.265電流信號(hào)是H.265設(shè)備的主變量,用于控制目的,在CUDA網(wǎng)絡(luò)中對(duì)應(yīng)周期通訊;H.265通訊通道報(bào)文主要用于H.265設(shè)備的次變量、參數(shù)設(shè)置、校準(zhǔn)和診斷等目的,在CUDA網(wǎng)絡(luò)中對(duì)應(yīng)非周期通訊,并采用透明傳輸方式在CUDA網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。另外,H.265主站棧4與H.265通訊通道還將負(fù)責(zé)所有其他H.265規(guī)定的通訊事務(wù)處理。
      【權(quán)利要求】
      1.一種CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與H.265協(xié)議互連的方法,包括如下步驟: 1)CUDA非周期報(bào)文與H.265總線互連: CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道(I)和CUDA棧(2)接收存儲(chǔ)來自CUDA網(wǎng)絡(luò)的非周期報(bào)文,并將其遞交給CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊(3),所述CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊(3)對(duì)CUDA非周期報(bào)文進(jìn)行解碼,組成符合H.265的報(bào)文后,傳遞給H.265主站棧(4),發(fā)送到相應(yīng)的H.265通訊通道; 2)CUDA周期報(bào)文與H.265總線互連: CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道(I)和CUDA棧(2)接收存儲(chǔ)來自CUDA網(wǎng)絡(luò)的周期報(bào)文,并將控制傳輸賦給對(duì)應(yīng)的H.265電流傳輸通道; 3)H.265通訊通道報(bào)文與CUDA網(wǎng)絡(luò)互連: H.265通訊通道和H.265主站棧(4)接收存儲(chǔ)來自H.265通訊通道的H.265報(bào)文,并將其遞交給CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊(3),CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊(3)對(duì)H.265報(bào)文進(jìn)行解碼,組成符合CUDA的非周期報(bào)文后,傳遞給CUDA棧(2),通過CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道(I)發(fā)送到CUDA網(wǎng)絡(luò); 4)H.265電流導(dǎo)入通道的模擬電流信號(hào)與CUDA網(wǎng)絡(luò)互連: H.265電流導(dǎo)入通道的模擬電流信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化傳遞給CUDA棧(2),作為CUDA周期報(bào)文,通過CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道(I)發(fā)送到CUDA網(wǎng)絡(luò); 5)CUDA規(guī)定的其他通訊事務(wù)與H.265規(guī)定的其他通訊事務(wù)互連: CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊通道(I)和CUDA棧(2)接收存儲(chǔ)來自CUDA網(wǎng)絡(luò)的CUDA規(guī)定的其他通訊事務(wù),H.265通訊通道和H.265主站棧(4)接收存儲(chǔ)來自H.265總線的H.265規(guī)定的其他通訊事務(wù),CUDA規(guī)定的其他通訊事務(wù)與H.265規(guī)定的其他通訊事務(wù)之間通過CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊(3)解碼后相互傳遞。
      2.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)與H.265協(xié)議互連方法的網(wǎng)橋,包括FPGA及存儲(chǔ)器(7)、CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(8)、H.265導(dǎo)入模塊(9)、H.265傳輸模塊(10)、供電模塊(11)和外圍電路(12),其特征在于:所述FPGA及存儲(chǔ)器(7)包括CUDA棧(2)、CUDA/H.265轉(zhuǎn)化模塊(3)和H.265主站棧(4);所述CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(8)和H.265導(dǎo)入模塊(9)H.265傳輸模塊(10)分別與FPGA及存儲(chǔ)器(7)連接。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)橋,其特征在于:所述CUDA環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(8)包括環(huán)形網(wǎng)絡(luò)控制器、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)接口電路和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)接口。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)橋,其特征在于:所述H.265導(dǎo)入模塊(9)包括H.265電流信號(hào)調(diào)制、A/D轉(zhuǎn)化、光電隔離模塊、H.265信息參數(shù)調(diào)制、H.265通訊控制器。
      5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)橋,其特征在于:所述H.265傳輸模塊(10)包括光電隔離模塊、D/A轉(zhuǎn)化、H.265電流信號(hào)調(diào)制、H.265信息參數(shù)調(diào)制、H.265通訊控制器。
      6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)橋,其特征在于:所述H.265導(dǎo)入模塊(9)和H.265傳輸模塊(10)有至少一個(gè)。
      【文檔編號(hào)】H04L12/46GK103457822SQ201310409460
      【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
      【發(fā)明者】郁彬 申請(qǐng)人:昆山奧德魯自動(dòng)化技術(shù)有限公司
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