基于lvds接口的電腦橫機高速串行通信裝置及其通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置及其通信方法，在電腦橫機控制系統(tǒng)中利用LVDS接口實現(xiàn)高速串行通信，整個通信部分分為電腦橫機主控制板通信單元和電腦橫機機頭控制板通信單元。電腦橫機主控板通信單元包括主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、主控板數(shù)據(jù)接收模塊和主控板LVDS接口；電腦橫機機頭控制板通信單元包括機頭板LVDS接口、機頭板數(shù)據(jù)接收模塊和機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。兩通信單元通過傳輸媒質連接起來。該方法采用LVDS接口，通過電腦橫機主控制板通信單元和電腦橫機機頭控制板通信單元進行傳輸處理，實現(xiàn)了高速串行通信。本發(fā)明通信方法具有良好穩(wěn)定性、通信速度高，誤碼率低、結構簡單、消耗小和電磁輻射低，同時利于成本的壓縮和控制。
【專利說明】基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置及其通信方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于紡織機械【技術領域】，具體涉及一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，本發(fā)明還涉及一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的通信方法。
【背景技術】
[0002]全自動電腦橫機是是紡織機械中機電一體化、智能化程度較高的一種產(chǎn)品，可以編織非常復雜的手搖橫機無法完成的衣片組織。電腦橫機是針織服裝行業(yè)的主要機種，其核心部分是整機控制系統(tǒng)。近年來，在各種紡織機械展覽會上，電腦橫機不斷以嶄新的面貌出現(xiàn)，其創(chuàng)意革新和技術細節(jié)的改變，與其他針織機械相比尤甚，特別是伴隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，橫機的電子計算機化已成為一個重要趨勢。當今的新型全成型電腦橫機能夠編織出整件針織服裝，由于采用計算機設計和編程，可以從紗線直接制成成衣(褲)等成品，而且花色、款式變化多、式樣的適應性強。更為重要的是，電腦橫機的生產(chǎn)效率非常高，是一般手動橫機的4?5倍，編織速度快、生產(chǎn)周期短，能夠進行多品種、小批量的生產(chǎn)，能夠滿足快速應對市場變化需要，而這一點正是當前快速多變的服裝市場對于服裝生產(chǎn)企業(yè)的要求。隨著電腦針織的普及，具有高性價比和高集成度的電腦橫機越來越受到人們的青睞，此類產(chǎn)品的市場需求也越來越大。
[0003]橫機由130多個零件裝置而成，它的規(guī)格是根據(jù)它的針型和長度來制定的，針型指針板的每英寸內(nèi)有幾個槽，長度為針板上帶有針槽的橫向總距(英寸)，即針板的有效長度。電腦橫機起源于手搖橫機，隨著電子技術的發(fā)展，電子提花技術廣泛應用到了橫機上，引進電子技術的橫機生產(chǎn)的產(chǎn)品外形精美、性能優(yōu)良、花型范圍寬廣，自動化程度極高。電腦橫機主要由傳動機構、給紗機構、牽拉機構、密度調節(jié)機構、針床橫移機構、檢測自停機構和控制系統(tǒng)等組成，結構復雜；所需執(zhí)行部件種類、數(shù)量多，而且對精度、可靠性要求較高，所以控制較復雜。
[0004]機頭是電腦橫機上最重要的機構，包含數(shù)量眾多的選針電磁閥、選紗嘴電磁閥、三角壓塊電磁閥、度目電機、壓腳電機等，運動到不同針位時，根據(jù)工藝要求完成選紗、選針、密度控制、壓腳等動作，它的運動速度、定位精度決定著編織的質量。因此，對機頭運動的控制很大程度上決定了電腦橫機的質量。在對電腦橫機機頭的控制上，系統(tǒng)各部分之間需要進行大量數(shù)據(jù)的傳輸，系統(tǒng)各控制板之間存在著相互的通信問題。所以，在電腦橫機控制系統(tǒng)中，高速穩(wěn)定的板間通信將成為保證機頭控制的先決條件。
[0005]數(shù)據(jù)通信可以分為兩種方式:串行通信和并行通信。串行通信是指二進制數(shù)據(jù)是一位一位的傳輸，也就是在一條數(shù)據(jù)線上，1，0，按順序傳輸。串行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低，但通信距離長，可以從幾米到幾公里。并行通信是指在多條數(shù)據(jù)線上，一個字節(jié)的二進制位同時傳輸。并行通信的傳輸速率高,但傳輸距離短,一般不超過30米，而且成本高。串行通信比并行通信的傳輸數(shù)率低是在工作頻率相同的情況下而言的。由于并行通信數(shù)據(jù)線之間一直存在著無法消除的串擾問題，并行通信的工作頻率受到了限制，其傳輸速率也沒法提上去。而串行通信由于用到數(shù)據(jù)線少，它的串擾小，特別是采用差分傳輸，能極大地減小串擾，從而提升了串行通信的工作頻率，傳輸速率也得到了很大的提高。
[0006]低壓差分傳送技術是基于低壓差分信號(Low Voltage Differentialsignaling)的傳送技術,從一個電路板系統(tǒng)內(nèi)的高速信號傳送到不同電路系統(tǒng)之間的快速數(shù)據(jù)傳送都可以應用低壓差分傳送技術來實現(xiàn)，其應用正變得越來越重要。低壓差分信號相對于單端的傳送具有較高的噪聲抑制功能，其較低的電壓擺幅允許差分對線具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，消耗較小的功率以及產(chǎn)生更低的電磁輻射。LVDS接口又稱RS-644總線接口，是20世紀90年代才出現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)傳輸和接口技術。LVDS即低電壓差分信號，這種技術的核心是采用極低的電壓擺幅高速差動傳輸數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)點對點或一點對多點的連接，具有低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射等特點，其傳輸介質可以是銅質的PCB連線，也可以是平衡電纜。LVDS在對信號完整性、低抖動及共模特性要求較高的系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應用。目前，流行的LVDS技術規(guī)范有兩個標準:一個是TIA/EIA (電訊工業(yè)聯(lián)盟/電子工業(yè)聯(lián)盟)的ANSI/TIA/EIA - 644標準，另一個是IEEE1596.3標準。LVDS的物理接口使用1.2V偏置，約400mV擺幅的信號，LVDS驅動器和接收器是電流驅動方式，不依賴于特定的供電電壓，很容易遷移到低電壓供電的系統(tǒng)中去，而且性能不變。
[0007]在現(xiàn)有的電腦橫機控制系統(tǒng)中各部分之間大多數(shù)采用非LVDS接口的并行通信的方式，電腦橫機控制系統(tǒng)中，主控板通過并行的傳輸連接線與機頭控制板連接，主控板向機頭板發(fā)送數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有的國內(nèi)電腦橫機控制系統(tǒng)中采用并行通信部分是考慮到研發(fā)能力的問題，同時還有一小部分是因為控制系統(tǒng)實現(xiàn)的不同，系統(tǒng)控制單元沒有LVDS接口而未能實現(xiàn)LVDS接口的串行通信。并行通信在電腦橫機控制系統(tǒng)中將占用多條數(shù)據(jù)線，占用了主控單元大量的I/O接口，不利于成本的壓縮以及系統(tǒng)微型化發(fā)展的趨勢，并且也造成了制板的復雜。同時，并行通信數(shù)據(jù)線之間一直存在著無法消除的串擾問題，誤碼率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信的方法，解決了現(xiàn)有技術中誤碼率高、通訊的準確性低、速度慢、輻射高的問題。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的方法。
[0010]本發(fā)明采用的第一技術方案是:一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，包括依次連接的主控板控制單元、主控板通信單元、機頭板通信單元和機頭板控制單
J Li o
[0011]本發(fā)明的特點還在于，
[0012]主控板控制單元和主控板通信單元之間以及機頭板通信單元和機頭板控制單元之間通過導線連接；主控板通信單元和機頭板通信單元之間通過雙絞線連接。
[0013]主控板通信單元包括主控板LVDS接口，主控板LVDS接口上分別連接主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和主控板數(shù)據(jù)接收模塊，主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和主控板數(shù)據(jù)接收模塊均與主控板控制單元相連接。
[0014]機頭板通信單元包括機頭板LVDS接口，機頭板LVDS接口通過雙絞線與主控板LVDS接口相連接，機頭板LVDS接口上分別連接有機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊，機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊均與機頭板控制單元相連接。[0015]本發(fā)明采用的第二技術方案是:一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的通信方法，采用一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，包括依次連接的主控板控制單元、主控板通信單元、機頭板通信單元和機頭板控制單元，主控板控制單元和主控板通信單元之間以及機頭板通信單元和機頭板控制單元之間通過導線連接；主控板通信單元和機頭板通信單元之間通過雙絞線連接，主控板通信單元包括主控板LVDS接口，主控板LVDS接口上分別連接主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和主控板數(shù)據(jù)接收模塊，主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和主控板數(shù)據(jù)接收模塊均與主控板控制單元相連接，機頭板通信單元包括機頭板LVDS接口，機頭板LVDS接口通過雙絞線與主控板LVDS接口相連接，機頭板LVDS接口上分別連接有機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊，機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊均與機頭板控制單元相連接，具體按照以下步驟實施:
[0016]步驟1、主控板控制單元將原始數(shù)據(jù)第一并行數(shù)據(jù)進行處理得到第二并行數(shù)據(jù)，并將第二并行數(shù)據(jù)傳遞給機頭板控制單元，對機頭進行控制；
[0017]步驟2、機頭板控制單元將第二并行數(shù)據(jù)進行處理得到第三并行數(shù)據(jù)，并將第三并行數(shù)據(jù)傳遞給主控板控制單元；
[0018]步驟3、針對第三并行數(shù)據(jù)，進行驗證并作出相應的處理。
[0019]本發(fā)明的特點還在于，
[0020]步驟I中的原始數(shù)據(jù)為第一并行數(shù)據(jù)，包括:橫機傳動機構主電機的編碼器值，機頭動作數(shù)據(jù)包括主電機編碼器值，選針器值，沙嘴動作數(shù)據(jù)，電磁鐵數(shù)據(jù)，控制邏輯數(shù)據(jù)。
[0021]主控板控制單元將原始數(shù)據(jù)傳遞給主控板控制單元，對機頭進行控制；具體按照以下步驟實施:
[0022]步驟1.1、主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將第一并行數(shù)據(jù)按照RS422通信協(xié)議進行串化處理，得到第一串行數(shù)據(jù)，第一串行數(shù)據(jù)依次通過主控板LVDS接口、雙絞線和機頭板LVDS接口傳遞到機頭板數(shù)據(jù)接收模塊中；
[0023]步驟1.2、在機頭板數(shù)據(jù)接收模塊中將第一串行數(shù)據(jù)還原為第二并行數(shù)據(jù)，將第二并行數(shù)據(jù)傳遞將給機頭板控制單元，機頭板控制單元根據(jù)第二并行數(shù)據(jù)對機頭進行選針，三角動作，密度，紗嘴等控制。
[0024]將第一串行數(shù)據(jù)還原為第二并行數(shù)據(jù)，具體按照以下步驟實施:在第一串行數(shù)據(jù)前面和后面分別加入起始位和停止位數(shù)據(jù)，起始位后第一位開始還原成第二并行數(shù)據(jù)，直到停止位為止。
[0025]機頭板控制單元將第二并行數(shù)據(jù)進行處理得到第三并行數(shù)據(jù)，并將第三并行數(shù)據(jù)傳遞給主控板控制單元；具體按照以下步驟實施:
[0026]機頭板控制單元將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，在機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊中將對第二并行數(shù)據(jù)進行串行處理變成第二串行數(shù)據(jù)，第二串行數(shù)據(jù)依次通過機頭板LVDS接口、雙絞線和主控板LVDS接口傳遞給主控板數(shù)據(jù)接收模塊，在主控板數(shù)據(jù)接收模塊中將第二串行數(shù)據(jù)還原成第三并行數(shù)據(jù)，并傳遞到主控板控制單元。
[0027]針對第三并行數(shù)據(jù)，進行驗證并作出相應的處理具體按照以下步驟實施:
[0028]步驟3.1、在主控板控制單元中對步驟2中得到的第三并行數(shù)據(jù)進行驗證處理，具體按照以下步驟實施:
[0029]將第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)作對比，若兩者不同，則對相應的通信成敗標志位清零，提示通信瞬時中斷錯誤信息，此時基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置會自動通信三次，完成通信效驗，若兩者相同，則將相應的通信成敗標志位置高；
[0030]步驟3.2、根據(jù)成敗標志位進行通信處理，具體按照以下步驟實施:
[0031]根據(jù)驗證標志位，如果標志位信息為第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)相同，則正常發(fā)送數(shù)據(jù)；相反，如果標志位信息為第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)不同，則觸發(fā)通信協(xié)議規(guī)則進行處理基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置自動完成通訊；
[0032]步驟3.3、根據(jù)通信協(xié)議對基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置進行處理，具體按照以下步驟實施:
[0033]當發(fā)送的數(shù)據(jù)在主控板控制單元和主控板通信單元中出現(xiàn)了錯誤，造成了誤碼，無法正常使用，此時通過通信協(xié)議規(guī)則進行錯誤糾正，主控板控制單元重新發(fā)送有誤碼數(shù)據(jù)串的第一并行數(shù)據(jù)，若在通信協(xié)議規(guī)則內(nèi)進行處理而重新使數(shù)據(jù)得到了正確的傳輸，則基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置正常運行；若在通信協(xié)議規(guī)則內(nèi)無法消除傳輸錯誤恢復正確的數(shù)據(jù)傳輸，則基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置停止工作，對外發(fā)出報警信息。
[0034]本發(fā)明的有益效果是，采用LVDS接口高速串行通信的電腦橫機控制系統(tǒng)具有通信速度高，誤碼率低、結構簡單、消耗小、電磁輻射低、和穩(wěn)定性好的優(yōu)點，同時在保證穩(wěn)定通信的前提下實現(xiàn)了成本的壓縮和控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明實現(xiàn)基于LVDS接口的電腦橫機高速通信裝置的結構示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的方法的流程圖。
[0037]圖中，1.主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，2.主控板數(shù)據(jù)接收模塊，3.主控板LVDS接口，
4.機頭板LVDS接口，5.傳輸雙絞線，6.機頭板數(shù)據(jù)接收模塊,7.機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，
8.主控板通信單元，9.機頭板通信單元，10.主控板控制單元，11.機頭板控制單元。
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0039]本發(fā)明提供一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，如圖1所示，包括依次連接的主控板控制單元10、主控板通信單元8、機頭板通信單元9和機頭板控制單元11，其中，主控板控制單元10和主控板通信單元8之間以及機頭板通信單元9和機頭板控制單元11之間通過導線連接；主控板通信單元8和機頭板通信單元9之間通過雙絞線5連接。
[0040]主控板通信單元8包括主控板LVDS接口 3，主控板LVDS接口 3上分別連接主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊I和主控板數(shù)據(jù)接收模塊2，主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊I和主控板數(shù)據(jù)接收模塊2均與主控板控制單元10相連接；機頭板通信單元9包括機頭板LVDS接口 4，機頭板LVDS接口 4通過雙絞線5與主控板LVDS接口 3相連接，機頭板LVDS接口 4上分別連接有機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊6和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊7，機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊6和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊7均與機頭板控制單元11相連接。
[0041]現(xiàn)有裝置都是采用傳統(tǒng)的通信方式如:現(xiàn)場總線，SPI總線，I2C總線等，其特點是協(xié)議已經(jīng)定好，沒有修改余地，不適合高端橫機控制要求。本裝置的優(yōu)點在于自己定義協(xié)議，協(xié)議的實現(xiàn)采用IP核的方式定制能夠對橫機這種大容量數(shù)據(jù)交換實施串行實時控制。
[0042]本發(fā)明還提供一種基于LVDS接口的電腦橫機高速通信的方法，采用一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，包括依次連接的主控板控制單元10、主控板通信單元8、機頭板通信單元9和機頭板控制單元11，主控板控制單元10和主控板通信單元8之間以及機頭板通信單元9和機頭板控制單元11之間通過導線連接；主控板通信單元8和機頭板通信單元9之間通過雙絞線5連接，主控板通信單元8包括主控板LVDS接口 3，主控板LVDS接口 3上分別連接主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊I和主控板數(shù)據(jù)接收模塊2，主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊I和主控板數(shù)據(jù)接收模塊2均與主控板控制單元10相連接，機頭板通信單元9包括機頭板LVDS接口 4，機頭板LVDS接口 4通過雙絞線5與主控板LVDS接口 3相連接，所述機頭板LVDS接口 4上分別連接有機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊6和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊7，機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊6和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊7均與機頭板控制單元11相連接，具體按照以下步驟實施:
[0043]步驟1、主控板控制單元10將原始數(shù)據(jù)傳遞給主控板控制單元9，對機頭進行控制；其中原始數(shù)據(jù)為第一并行數(shù)據(jù)，包括:橫機傳動機構主電機的編碼器值，機頭動作數(shù)據(jù)包括主電機編碼器值，選針器值，沙嘴動作數(shù)據(jù)，電磁鐵數(shù)據(jù)，控制邏輯數(shù)據(jù)，具體按照以下步驟實施:
[0044]步驟1.1、主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊I將第一并行數(shù)據(jù)按照RS422通信協(xié)議進行串化處理，得到第一串行數(shù)據(jù)，第一串行數(shù)據(jù)依次通過主控板LVDS接口 3、雙絞線5和機頭板LVDS接口 4傳遞到機頭板數(shù)據(jù)接收模塊6中；
[0045]步驟1.2、在機頭板數(shù)據(jù)接收模塊6中將第一串行數(shù)據(jù)還原為第二并行數(shù)據(jù)，將第二并行數(shù)據(jù)傳遞將給機頭板控制單元11，機頭板控制單元11根據(jù)第二并行數(shù)據(jù)對機頭進行選針，三角動作，密度，紗嘴等控制；
[0046]其中，將第一串行數(shù)據(jù)還原為第二并行數(shù)據(jù)，具體按照以下步驟實施:在第一串行數(shù)據(jù)前面和后面分別加入起始位“ I ”和停止位數(shù)據(jù)“0”，起始位后第一位開始還原成第二并行數(shù)據(jù)，直到停止位為止；
[0047]步驟2、機頭板控制單元11將第二并行數(shù)據(jù)傳遞給機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊7，在機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊7中將對第二并行數(shù)據(jù)進行串行處理變成第二串行數(shù)據(jù)，第二串行數(shù)據(jù)依次通過機頭板LVDS接口 3、雙絞線5和主控板LVDS接口 4傳遞給主控板數(shù)據(jù)接收模塊2，在主控板數(shù)據(jù)接收模塊2中將第二串行數(shù)據(jù)還原成第三并行數(shù)據(jù)，并傳遞到主控板控制單元10 ;
[0048]步驟3、針對步驟2中得到的第三并行數(shù)據(jù)，進行驗證并作出相應的處理，具體按照以下步驟實施:
[0049]步驟3.1、在主控板控制單元10中對步驟2中得到的第三并行數(shù)據(jù)進行驗證處理，具體按照以下步驟實施:
[0050]將第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)作對比，若兩者不同，則對相應的通信成敗標志位“ I ”清零，提示通信瞬時中斷錯誤信息，此時基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置會自動通信三次，完成通信效驗，若兩者相同，則將相應的通信成敗標志位置高。
[0051]步驟3.2、根據(jù)成敗標志位進行通信處理，具體按照以下步驟實施:[0052]根據(jù)成敗標志位，如果成敗標志位信息為第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)相同，則正常發(fā)送數(shù)據(jù)；相反，如果成敗標志位為第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)不同，則觸發(fā)通信協(xié)議規(guī)則進行處理，基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置自動完成通訊；
[0053]步驟3.3、根據(jù)通信協(xié)議對基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置進行處理，具體按照以下步驟實施:
[0054]當發(fā)送的數(shù)據(jù)在主控板控制單元10和主控板通信單元8中出現(xiàn)了錯誤，造成了誤碼，無法正常使用，此時通過通信協(xié)議規(guī)則進行錯誤糾正，即:主控板重新發(fā)送有誤碼數(shù)據(jù)串的第一并行數(shù)據(jù)，若在通信協(xié)議規(guī)則內(nèi)進行處理，而重新使數(shù)據(jù)得到了正確的傳輸，則基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置正常運行；若在通信協(xié)議規(guī)則內(nèi)無法消除傳輸錯誤恢復正確的數(shù)據(jù)傳輸，則基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置停止工作，對外發(fā)出報警信息。
[0055]機頭板數(shù)據(jù)接收模塊2接收到的正確的數(shù)據(jù)將進入到機頭板控制單元，電腦橫機實現(xiàn)了高速串行通信，整個電腦橫機控制系統(tǒng)的正常運行。
[0056]在電腦橫機控制系統(tǒng)中，現(xiàn)在大多數(shù)都采用了現(xiàn)場可編程門陣列FPGA作為協(xié)處理器件，或者都具有其他的協(xié)處理器件。在這些協(xié)處理器件中，絕大多數(shù)都具有支持LVDS技術標準的接口。本方法是基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信，所以只適合具有LVDS接口的電腦橫機控制系統(tǒng)。
[0057]在電腦橫機控制系統(tǒng)中，主板控制板10與機頭板控制單元11之間存在著大量的數(shù)據(jù)需要進行傳輸，為實現(xiàn)基于LVDS接口的串行通信，首先需要對待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行處理，使并行數(shù)據(jù)轉化為串行的數(shù)據(jù)流，這部分功能由I主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊實現(xiàn)，在這部分工作中，并不是簡單的將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行并轉串的處理，同時，要根據(jù)電腦橫機控制系統(tǒng)所采用的通信協(xié)議進行必要的工作，例如添加起始位和停止位信息等。這將大大利于電腦橫機控制系統(tǒng)根據(jù)不同通信協(xié)議對數(shù)據(jù)進行合理的串化處理。在將有用數(shù)據(jù)進行全部的串化處理后，通過3主控板LVDS接口將數(shù)據(jù)傳輸出去。在整個電腦橫機控制系統(tǒng)中，主控制板作為通信主站，因為通信協(xié)議的不同需要做許多保證通信協(xié)議正常運行的工作，所以如圖1電腦橫機主控板通信單元。
[0058]在電腦橫機控制系統(tǒng)中，主控控制板和機頭控制板之間的通信通過傳輸線進行數(shù)據(jù)傳輸，由于采用LVDS接口的串行通信，所以傳輸媒質可以采用簡單雙絞線進行傳輸，連接簡單方便，結構簡單。
[0059]在整個電腦橫機控制系統(tǒng)中作為串行通信數(shù)據(jù)的接收部分，通過機頭板LVDS接口 4接收數(shù)據(jù)，在接收到傳輸?shù)拇袛?shù)據(jù)后，第一步的工作是將數(shù)據(jù)進行解串工作，在解串工作中根據(jù)不同的通信協(xié)議將全部數(shù)據(jù)中的必要部分進行有效準確的還原。例如剔除起始位和停止位信息，只保留實際有效數(shù)據(jù)。這部分工作由機頭板數(shù)據(jù)接收模塊6完成。并且根據(jù)通信協(xié)議，要進行一些必要的工作，像驗證數(shù)據(jù)的正確性等工作以保證通信的準確性。整個的工作通過機頭板通信單元9中各模塊共同組成的電腦橫機機頭控制板通信單元完成。
[0060]在現(xiàn)有的電腦橫機控制系統(tǒng)中，作為協(xié)處理器的大部分器件都具有完全符合LVDS的IEEE規(guī)范的I/O接口，從而簡化了系統(tǒng)及板級間的設計。需要注意的是，在對I/O接口設置為使用LVDS接口模式時要分清輸入、輸出端的正、負極性。
[0061]在設置完各板間的LVDS接口后，各控制板需要進行PCB布線和兩板間需要傳輸媒質連接，不管使用的LVDS傳輸媒質是PCB線對還是電纜，都必須采取措施防止信號在媒質終端發(fā)生反射，同時減少電磁干擾。LVDS要求使用一個與媒質相匹配的終端電阻(100±20Q )，該電阻終止了環(huán)流信號，應該將它盡可能靠近接收器輸入端放置。最好使用精度I?2%的表面貼電阻跨接在差分線上，必要時也可使用兩個阻值各為50 Q的電阻，并在中間通過一個電容接地，以濾去共模噪聲。LVDS驅動器能以超過155.5Mbps的速度驅動雙絞線對，距離超過10m。在傳輸媒質的選擇上，在考慮噪聲和提高信號質量，成本及操作方面的情況下選擇雙絞線來進行信號傳輸。
[0062]在配置好電腦橫機主控制板和機頭控制板后，選擇合適的傳輸媒質構建好基于LVDS接口的高速串行通信裝置后。
[0063]本發(fā)明基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信的方法,利用電腦橫機控制系統(tǒng)具有的LVDS接口進行高速串行通信，實現(xiàn)了誤碼率低、消耗小、電磁輻射低和穩(wěn)定性好的通信效果，并且對于傳輸媒質選擇要求低，結構簡單易于實現(xiàn)。同時在保證穩(wěn)定通信的前提下實現(xiàn)了成本的壓縮和控制。
【權利要求】
1.一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，其特征在于，包括依次連接的主控板控制單元(10 )、主控板通信單元(8 )、機頭板通信單元(9 )和機頭板控制單元(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，其特征在于，所述主控板控制單元(10 )和主控板通信單元(8 )之間以及機頭板通信單元(9 )和機頭板控制單元(11)之間通過導線連接；所述主控板通信單元(8)和機頭板通信單元(9)之間通過雙絞線(5)連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，其特征在于，所述主控板通信單元(8)包括主控板LVDS接口(3)，所述主控板LVDS接口(3)上分別連接主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(I)和主控板數(shù)據(jù)接收模塊(2)，所述主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(I)和主控板數(shù)據(jù)接收模塊(2)均與主控板控制單元(10)相連接。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，其特征在于，所述機頭板通信單元(9)包括機頭板LVDS接口(4)，所述機頭板LVDS接口(4)通過雙絞線(5)與主控板LVDS接口(3)相連接，所述機頭板LVDS接口(4)上分別連接有機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(6 )和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊(7 )，所述機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(6 )和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊(7)均與機頭板控制單元(11)相連接。
5.一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的通信方法，其特征在于，采用一種基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置，包括依次連接的主控板控制單元(10)、主控板通信單元(8)、機頭板通信單元(9)和機頭板控制單元(11 )，所述主控板控制單元(10)和主控板通信單元(8)之間以及機頭板通信單元(9)和機頭板控制單元(11)之間通過導線連接；所述主控板通信單元(8 )和機頭板通信單元(9 )之間通過雙絞線(5 )連接，所述主控板通信單元(8)包括主控板LVDS接口( 3)，所述主控板LVDS接口( 3)上分別連接主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(I)和主控板數(shù)據(jù)接收模塊(2)，所述主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(I)和主控板數(shù)據(jù)接收模塊(2)均與主控板控制單元(10)相連接，所述機頭板通信單元(9)包括機頭板LVDS接口(4)，所述機頭板LVDS接口(4)通過雙絞線(5)與主控板LVDS接口(3)相連接，所述機頭板LVDS接口( 4 )上分別連接有機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(6 )和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊(7 )，所述機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(6)和機頭板數(shù)據(jù)接收模塊(7)均與機頭板控制單元(11)相連接，具體按照以下步驟實施: 步驟1、主控板控制單元(10)將原始數(shù)據(jù)第一并行數(shù)據(jù)進行處理得到第二并行數(shù)據(jù)，并將第二并行數(shù)據(jù)傳遞給機頭板控制單元(11)，對機頭進行控制； 步驟2、機頭板控制單元(11)將第二并行數(shù)據(jù)進行處理得到第三并行數(shù)據(jù)，并將第三并行數(shù)據(jù)傳遞給主控板控制單元(10)； 步驟3、針對第三并行數(shù)據(jù)，進行驗證并作出相應的處理。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的通信方法，其特征在于，所述步驟I中的原始數(shù)據(jù)為第一并行數(shù)據(jù)，包括:橫機傳動機構主電機的編碼器值，機頭動作數(shù)據(jù)包括主電機編碼器值，選針器值，沙嘴動作數(shù)據(jù)，電磁鐵數(shù)據(jù)，控制邏輯數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的通信方法，其特征在于，所述主控板控制單元(10)將原始數(shù)據(jù)傳遞給主控板控制單元(9)，對機頭進行控制；具體按照以下步驟實施: 步驟1.1、主控板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(I)將第一并行數(shù)據(jù)按照RS422通信協(xié)議進行串化處理，得到第一串行數(shù)據(jù)，第一串行數(shù)據(jù)依次通過主控板LVDS接口(3)、雙絞線(5)和機頭板LVDS接口(4)傳遞到機頭板數(shù)據(jù)接收模塊(6)中； 步驟1.2、在機頭板數(shù)據(jù)接收模塊(6)中將第一串行數(shù)據(jù)還原為第二并行數(shù)據(jù)，將第二并行數(shù)據(jù)傳遞將給機頭板控制單元(11)，機頭板控制單元(11)根據(jù)第二并行數(shù)據(jù)對機頭進行選針，三角動作，密度，紗嘴等控制。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的通信方法，其特征在于，將第一串行數(shù)據(jù)還原為第二并行數(shù)據(jù)，具體按照以下步驟實施:在第一串行數(shù)據(jù)前面和后面分別加入起始位和停止位數(shù)據(jù)，起始位后第一位開始還原成第二并行數(shù)據(jù)，直到停止位為止。
9.根據(jù)權利要求5或6所述的基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的通信方法，其特征在于，機頭板控制單元(11)將第二并行數(shù)據(jù)進行處理得到第三并行數(shù)據(jù)，并將第三并行數(shù)據(jù)傳遞給主控板控制單元(10);具體按照以下步驟實施: 機頭板控制單元(11)將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(7)，在機頭板數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(7)中將對第二并行數(shù)據(jù)進行串行處理變成第二串行數(shù)據(jù)，第二串行數(shù)據(jù)依次通過機頭板LVDS接口(3)、雙絞線(5)和主控板LVDS接口(4)傳遞給主控板數(shù)據(jù)接收模塊(2)，在主控板數(shù)據(jù)接收模塊(2)中將第二串行數(shù)據(jù)還原成第三并行數(shù)據(jù)，并傳遞到主控板控制單元(10)。
10.根據(jù)權利要求5或6所述的基于LVDS接口的電腦橫機高速串行的方法，其特征在于，所述針對第三并行數(shù)據(jù)，進行驗證并作出相應的處理具體按照以下步驟實施: 步驟3.1、在主控板控制單元(10)中對步驟2中得到的第三并行數(shù)據(jù)進行驗證處理，具體按照以下步驟實施: 將第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)作對比，若兩者不同，則對相應的通信成敗標志位清零，提示通信瞬時中斷錯誤信息，此時基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置會自動通信三次，完成通信效驗，若兩者相同，則將相應的通信成敗標志位置高； 步驟3.2、根據(jù)成敗標志位進行通信處理，具體按照以下步驟實施: 根據(jù)驗證標志位，如果標志位信息為第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)相同，則正常發(fā)送數(shù)據(jù)；相反，如果標志位信息為第三并行數(shù)據(jù)和第一并行數(shù)據(jù)不同，則觸發(fā)通信協(xié)議規(guī)則進行處理基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置自動完成通訊； 步驟3.3、根據(jù)通信協(xié)議對基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置進行處理，具體按照以下步驟實施: 當發(fā)送的數(shù)據(jù)在主控板控制單元(10)和主控板通信單元(8)中出現(xiàn)了錯誤，造成了誤碼，無法正常使用，此時通過通信協(xié)議規(guī)則進行錯誤糾正，主控板控制單元(10)重新發(fā)送有誤碼數(shù)據(jù)串的第一并行數(shù)據(jù)，若在通信協(xié)議規(guī)則內(nèi)進行處理而重新使數(shù)據(jù)得到了正確的傳輸，則基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置正常運行；若在通信協(xié)議規(guī)則內(nèi)無法消除傳輸錯誤恢復正確的數(shù)據(jù)傳輸，則基于LVDS接口的電腦橫機高速串行通信裝置停止工作，對外發(fā)出報警信息。
【文檔編號】G05B19/18GK103744348SQ201310743223
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權日:2013年12月27日
【發(fā)明者】張團善, 高文, 朱大銳 申請人:西安工程大學