一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统
阅读：1015发布：2020-12-21
专利汇可以提供一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统，该系统还包括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。本实用新型中，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。，下面是一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统专利的具体信息内容。
1.一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统，包括与被监控模块连接的第一微处理器；其特征在于该系统还包括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。
2.如权利要求1所述的数据传输远程控制系统，其特征在于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。
3.如权利要求1所述的数据传输远程控制系统，其特征在于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。
4.如权利要求1所述的数据传输远程控制系统，其特征在于第二微处理器通过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。
5.如权利要求4所述的数据传输远程控制系统，其特征在于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。
6.如权利要求1所述的数据传输远程控制系统，其特征在于PowerPC处理器与以太网接口和RS232接口连接。
一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型是一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统，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
[0002] 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。
[0003] 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。它在高度集成的外围控制器件、外围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系统机、工作站、外围设备及板卡，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。
[0004] 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。
[0005] 基于上述问题，本实用新型提出一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统，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。
[0006] 数据传输远程控制系统用于航空领域、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。实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的在于提供一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统，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。
[0008] 为达到上述目的，本实用新型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系统，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；其特征在于该系统还包括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。
[0009] 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。
[0010] 本实用新型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。
[0011] 外围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
[0012] 以下将结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0013] 图1是本实用新型的一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统整体功能框图。
具体实施方式
[0014] 如图1所示，为本实用新型的基于双口RAM的数据传输远程控制系统整体功能框图，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。
[0015] 第一微处理器6为系统的主控模块，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，本实用新型采用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。
[0016] 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。
[0017] 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RAM 8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。
[0018] PowerPC处理器10为该系统的中央处理器，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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 本实用新型中各处理器分别描述如下：
[0022] 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；
[0023] 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；
[0024] 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系统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。本实用新型采用双余度设计，扩展两路CAN总线，提高可靠性，当其中一路CAN总线损坏时，系统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；
[0025] 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。
[0026] 本实用新型所述的一种基于双口RAM的数据传输远程控制系统，其特征在于：
[0027] a)数据传输远程控制系统利用两路双余度的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系统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，系统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；
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 本实用新型中各模块均为现有技术，在此不再赘述，根据本实用新型的具体实施例，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。
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