CN103064360B - 一种基于双口ram的数据传输远程控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输远程控制***，该***还包括PowerPC处理器和第二微处理器，第一微处理器、第二微处理器和PowerPC处理器之间通过PCI总线接口连接，第二微处理器通过CAN总线与上位机远程控制模块连接，第一微处理器、第二微处理器与PCI总线接口之间连接双口RAM。本发明中，各个处理器分工明确，处理速度快，处理能力强，解决了单一处理器处理能力不足的问题，实现多处理器之间通过PCI总线进行数据交换，大大提高了处理器之间的处理能力和传输速度。

Description

一种基于双口RAM的数据传输远程控制***

技术领域

本发明是一种基于双口RAM的数据传输远程控制***，它可用于航空、工业自动化、交通工具、医疗仪器、机械制造、楼宇控制、自动化仪表等领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展，远程控制在航空、工业自动化、医疗仪器、楼宇控制、智能家居等已经广泛应用，已经成为人们生活中不可缺少的部分。然而，多处理器之间的数据传输远程控制是当今技术的一个难点。

PCI总线是一种具有多路地址线和数据线的高性能的32/64位总线。它在高度集成的***控制器件、***插件板和处理器之间作为互连机构应用。PCI局部总线支持64位数据传输、多总线主控和线性突发方式，其数据传输速率为132MB/S，这给其发展提供了有利条件。另一推动PCI总线发展的原因是它可以降低成本，用大量面向PCI局部总线的处理芯片来构造***机、工作站、***设备及板卡，其性能优越，处理能力、传输速度都很高。可见PCI总线成功地满足工作要求，可实现多处理器之间数据高速传输交换。

由于PCI总线处理能力强，传输速度快，因此处理器通过PCI总线进行数据传输时，往往会引起数据冲突堵塞现象，使得处理器之间通过PCI总线传输数据的速度大大降低，而且会引起数据丢失。

基于上述问题，本发明提出一种基于双口RAM的数据传输远程控制***，优点在于实现多处理器之间通过PCI总线进行数据交换，大大提高了处理器之间的处理能力和传输速度。该处理方法是运用高速双口RAM连接于处理器与PCI总线之间作为数据传输缓冲，提高数据传输能力，并且有效地解决数据冲突而引起的数据丢失，实现数据传输的远程控制，并且提高数据传输远程控制的实时性。

数据传输远程控制***用于航空领域、工业自动化、交通工具、医疗仪器、机械制造、楼宇控制、自动化仪表等众多领域，因此，数据传输远程控制是未来发展的一个趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双口RAM的数据传输远程控制***，实现多处理器之间通过PCI总线进行数据交换，大大提高了处理器之间的处理能力和传输速度。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案实现的：一种基于双口RAM的数据传输远程控制***，包括与被监控模块连接的第一微处理器，用于直接监控各个被监控模块；其特征在于该***还包括PowerPC处理器和第二微处理器，第一微处理器、第二微处理器和PowerPC处理器之间通过PCI总线接口连接，所述PowerPC处理器为数据传输中央处理器，对经PCI总线上传的数据信息进行处理；第一微处理器、第二微处理器和PowerPC处理器之间通过PCI总线进行数据交换，第二微处理器通过CAN总线与上位机远程控制模块连接进行远程传输，第一微处理器、第二微处理器与PCI总线接口之间连接双口RAM作为数据传输缓冲。

所述第一微处理器通过第一双口RAM与PCI接口电路连接，PCI接口电路通过PCI总线与PowerPC处理器连接，PCI接口电路还通过第二双口RAM与第二微处理器连接。第一微处理器通过内部RS485或内部CAN总线与多个被监控模块连接，所述多个被监控模块通过离散量信号线与CPLD模块连接，所述CPLD模块与第一微处理器连接。第二微处理器通过CAN接口电路与上位机远程控制模块连接，CAN接口电路由CAN控制器、光耦隔离电路以及CAN收发器组成。其中，第二微处理器分别于两个CAN控制器连接，该两个CAN控制器通过光电隔离模块分别与两个CAN收发器连接，所述两个CAN收发器通过CAN总线与上位机远程控制模块连接。PowerPC处理器与以太网接口和RS232接口连接。

本发明的优点在于各个处理器分工明确，处理速度快，处理能力强，解决了单一处理器处理能力不足的问题；运用PowerPC处理器作为中央处理器，PowerPC处理器具有集成度高，有非常强的嵌入式表现，有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量，具有超强的处理速度，处理能力强等诸多优点；运用PCI总线作为三个处理器之间数据交换的桥梁，PCI总线是一种具有多路地址线和数据线的高性能的32/64位总线，其性能优越，处理能力、传输速度都很高，可实现多处理器之间数据高速传输交换；运用CAN总线进行远程传输控制，CAN总线具有较高的通信速率和较强的抗干扰能力，具有高可靠和良好的错误监测能力，且可实现较远的传输距离，可达3 km～10km。

***控制模块将各个控制状态指令传输给微处理器，进行数据控制管理，数据经过双口RAM缓冲后通过PCI总线上传到PowerPC模块电路进行数据处理，然后通过PCI总线上传到双口RAM缓冲后通过CAN模块，CAN模块由DSP、CAN控制器、光耦隔离、CAN收发器组成，CAN模块设计两路CAN总线，体现了双余度设计，通过CAN总线进行远程传输。

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

图1是本发明的一种基于双口RAM的数据传输远程控制***整体功能框图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明的基于双口RAM的数据传输远程控制***整体功能框图，包括被监控模块1、CPLD模块4、第一微处理器6、第一双口RAM 8、第二双口RAM 17、PCI接口电路12、PowerPC模块10、以太网模块14、RS232模块19、第二微处理器21、CAN控制器24、光耦隔离模块25、CAN收发器28。

第一微处理器6为***的主控模块，CPLD模块4通过数据地址总线、IO离散量信号、读写使能信号外部地址片选信号5与第一微处理器6进行数据交换，CPLD模块4可与多个离散量控制模块进行数据交换，如电源电压有无、门的开关状态、灯的开关状态等离散量信号可通过离散量信号线2与CPLD模块4进行数据交换，CPLD模块4将采集到的离散量信号状态经CPLD逻辑进行地址译码,存入外扩地址中，本发明采用DSP2812作为第一微处理器6，每个地址宽度为16位，可存16个离散量数据，而DSP2812可扩展的外部地址空间＞1M，可存储大量的离散量信号。

第一微处理器6可通过内部RS485、内部CAN总线3与多个被监控模块1进行通信，被监控模块1可为智能开关、工业自动化仪器、医疗仪器、机械仪器、楼宇控制、航空自动化控制等。

第一微处理器6通过数据地址总线7与第一双口RAM 8进行数据交换，第一双口RAM8与PCI接口电路12之间通过数据地址总线9进行数据交换，第二双口RAM 8作为微处理器与PCI总线之间数据传输的缓冲器件，用于避免数据传输冲突。

PowerPC处理器10为该***的中央处理器，集成度高，具有超强的处理能力和处理速度，PowerPC处理器通过PCI总线11与第一双口RAM 8、第一双口RAM 17进行数据交换，第一双口RAM 8、第一双口RAM 17通过数据地址总线9、16连接PCI接口电路，转换成PCI总线11与PowerPC处理器10进行数据交换。PowerPC处理器10主要由PowerPC芯片外扩SDRAM、Flash、NVRAM存储器组成，通过PowerPC处理器10的DUART接口连接RS232模块19转换成RS232总线22，连接电脑用于调试及PowerPC烧程时状态回显，通过PowerPC模块的以太网接口连接以太网模块14扩展以太网18，连接电脑的网口用于调试及PowerPC模块程序录入。

第一微处理器6、第二微处理器21与PowerPC处理器之间通过PCI总线进行数据交换，第一微处理器6与PCI接口电路之间连接第一双口RAM 8作为数据传输缓冲器，第二微处理器21与PCI接口电路之间连接第二双口RAM 17作为数据传输缓冲器，使PCI总线与处理器之间进行高速数据交换成为可能，且极大地提高了数据交换的能力。

第二微处理器21作为数据远程传输控制器，将PowerPC处理器10处理后的数据经PCI总线与第二双口RAM 17进行数据交换，微处理器21将数据进行处理并通过CAN总线30连接至上位机远程控制模块29进行远程传输，CAN接口电路由CAN控制器24、光耦隔离电路25以及CAN收发器28组成。

本发明中各处理器分别描述如下：

1）第一微处理器6与被监控模块1进行通讯，直接监控各个被监控模块，可通过CPLD扩展离散量信号口，将离散量信号译码到微处理器的地址数据里，实现微处理器1直接控制被监控模块；

2）PowerPC处理器10是RISC嵌入式的理想基础平台，集成度高，有非常强的嵌入式表现，有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量，具有超强的处理速度，处理能力强，它具有通用的处理器，又有嵌入式控制器和内核，在高端的产品中运用非常广泛。利用PowerPC处理器作为数据传输中央处理器，将数据信息上传处理，且可存储记录大量的故障状态等信息，还可以通过PowerPC模块扩展以太网总线接口，RS232接口，USB接口等；

3）第二微处理器21作为数据远程传输控制器，将PowerPC处理器处理后的数据经PCI总线与第二微处理器21进行数据交换，第二微处理器21将数据处理并通过CAN总线进行远程传输。CAN总线是一种串行通信协议，具有较高的通信速率和较强的抗干扰能力，现已被广泛地应用于众多领域，CAN总线协议已成为汽车计算机控制***和嵌入式工业控制局域网的标准总线，具有高可靠和良好的错误监测能力。本发明采用双余度设计，扩展两路CAN总线，提高可靠性，当其中一路CAN总线损坏时，***可自动却换到另一路CAN总线，不影响数据的传输控制，通过CAN总线进行远程传输，传输距离可达3 km～10km；

4）三个微处理器之间通过PCI总线进行数据交换，微处理器与PCI总线之间连接高速双口RAM作为数据传输缓冲。微处理器通过数据地址总线与双口RAM一端的数据地址总线相连，双口RAM另一端的数据地址总线与PCI接口电路的数据地址总线相连，这样，微处理器将需传送至PCI总线的数据先传送到双口RAM中作为缓冲器，之后PCI接口电路再从双口RAM另一端将数据读取；相反，PCI总线将数据传输至微处理器时，先通过数据地址总线将数据传输到双口RAM中，微处理器再通过数据地址总线将所需的数据从双口RAM的另一端读取。

本发明所述的一种基于双口RAM的数据传输远程控制***，其特征在于：

a)数据传输远程控制***利用两路双余度的CAN总线与上位机进行数据交换，CAN总线是一种串行通信协议，具有较高的通信速率和较强的抗干扰能力，现已被广泛地应用于工业自动化、交通工具、医疗仪器、机械制造、楼宇控制、自动化仪表等众多领域。CAN总线协议已成为汽车计算机控制***和嵌入式工业控制局域网的标准总线，具有高可靠和良好的错误监测能力，采用双余度的CAN总线体现了高可靠性，当一路CAN总线损坏时，***可自动却换到另一路CAN总线，不影响数据的传输控制，CAN总线的传输距离可达3 km～10km，可实现较宽范围的远程控制，还可以增加中继器实现更远的传输距离；

b)三个微处理器之间通过PCI总线进行数据交换，微处理器与PCI总线之间连接高速双口RAM作为数据传输缓冲。当处理器之间大量的数据通过PCI总线直接进行数据交换时，会出现严重的数据堵塞现象，通过双口RAM能有效的解决数据堵塞问题，提高处理速度和传输能力，而且利用双口RAM还能解决时钟不同步问题，为电路设计省了不少麻烦；微处理器将需传送至PCI总线的数据先传送到双口RAM中作为缓冲器，之后PCI接口电路再从双口RAM另一端将数据读取；相反，PCI总线将数据传输至微处理器时，先通过数据地址总线将数据传输到双口RAM中，微处理器再通过数据地址总线将所需的数据从双口RAM的另一端读取。

c)PowerPC处理器作为中央处理器，PowerPC处理器是RISC嵌入式的理想基础平台，集成度高，有非常强的嵌入式表现，有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量，具有超强的处理速度，处理能力强，它具有通用的处理器，又有嵌入式控制器和内核，在高端的产品中运用非常广泛。

本发明中各模块均为现有技术，在此不再赘述，根据本发明的具体实施例，PowerPC处理器的型号为MPC8245，第一微处理器的型号为TMS320F2812，第二微处理器的型号为SMJ320F240。

Claims (1)

1.一种基于双口RAM的数据传输远程控制***，包括与被监控模块连接的第一微处理器；其特征在于该***还包括PowerPC处理器和第二微处理器，第一微处理器、第二微处理器和PowerPC处理器之间通过PCI总线接口连接，第二微处理器通过CAN总线与上位机远程控制模块连接，第一微处理器、第二微处理器与PCI总线接口之间连接双口RAM，所述第一微处理器通过第一双口RAM与PCI接口电路连接，PCI接口电路通过PCI总线与PowerPC处理器连接，PCI接口电路还通过第二双口RAM与第二微处理器连接，第一微处理器通过内部RS485或内部CAN总线与多个被监控模块连接，所述多个被监控模块通过离散量信号线与CPLD模块连接，所述CPLD模块与第一微处理器连接，第二微处理器通过CAN接口电路与上位机远程控制模块连接，CAN接口电路由CAN控制器、光耦隔离电路以及CAN收发器组成，第二微处理器分别与两个CAN控制器连接，该两个CAN控制器通过光电隔离模块分别与两个CAN收发器连接，所述两个CAN收发器通过CAN总线与上位机远程控制模块连接，PowerPC处理器与以太网接口和RS232接口连接。