專利名稱：Rs485總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種總線接口方法，特別涉及一種RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線的 直接接口方法。
背景技術：
基于RS485總線的網(wǎng)絡分布式測控系統(tǒng)，具有結構簡單、抗干擾能力強、傳輸距離 遠、成本低等優(yōu)點。航空工業(yè)中的很多GPS、IMU的通信接口都采用RS485總線標準，民用工 業(yè)中的遠程抄表、工業(yè)監(jiān)控等大多采用RS485總線標準。RS485采用RS232協(xié)議，可方便組 網(wǎng)，但通信速度最多只有921600bps。現(xiàn)代電子系統(tǒng)的綜合化、智能的發(fā)展，信息共享成為系 統(tǒng)綜合的關鍵，迫切要求RS485總線與萬兆位的高速智能統(tǒng)一總線能夠實現(xiàn)信息共享，而 目前RS485總線本身無法直接與高速智能統(tǒng)一總線相連接。
文獻“RS485-USB轉換器的設計與應用，應用科技，第31卷第2期，2004年02月丨‘ 公開了一種RS485總線與USB的接口，該方法采用Ti公司的專用芯片TUSB3410作為核心 器件，該器件為USB轉UART芯片，即實現(xiàn)USB與RS485總線的接口。USB總線雖然具有較高 的速度，但USB總線的傳輸距離較短，難以實現(xiàn)高速遠程控制。仍然沒有解決RS485直接接 入高速智能統(tǒng)一總線的問題。發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的RS485總線無法直接接入高速智能統(tǒng)一總線的問題，本發(fā)明提供 一種RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口方法。該方法采用存儲轉發(fā)、總線編碼、協(xié) 議配置原理實現(xiàn)RS485與智能總線接口，其中智能總線協(xié)議采用高速邏輯器件配置，智能 總線數(shù)據(jù)的收發(fā)采用高速收發(fā)器實現(xiàn)，數(shù)據(jù)緩存采用可切換讀寫時鐘的雙口 SRAM實現(xiàn)，收 發(fā)數(shù)據(jù)的管理采用數(shù)據(jù)幀編碼技術?；诖藢崿F(xiàn)RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線的互聯(lián)。
本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案是，一種RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線 的直接接口方法，其特點包括以下步驟
RS485總線數(shù)據(jù)轉化為高速智能統(tǒng)一總線數(shù)據(jù)。
采用RS485總線收發(fā)器對RS485網(wǎng)絡上的信號進行電平格式調整，然后將結果輸 入給UART控制器。UART控制器對輸入進行接收，并將接收到數(shù)據(jù)按照RS232總線協(xié)議進行 協(xié)議解析和數(shù)據(jù)提取，并將提取的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端口傳遞給高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元。 高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元將傳遞過來的數(shù)據(jù)按照預先配置的總線協(xié)議進行編碼，并將編 碼后的數(shù)據(jù)以低速時鐘寫入高速雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元。高速監(jiān) 視單元在智能總線停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時，首先將高速雙端口 SRAM的讀寫時 鐘切換成高速時鐘，然后觸發(fā)高速串并轉換單元讀取高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)。高速串并 轉換單元讀取數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行并串轉換，之后將數(shù)據(jù)耦合到光纖上直接發(fā)送。
高速智能統(tǒng)一總線數(shù)據(jù)轉化為RS485總線數(shù)據(jù)。
采用高速串并轉換單元對高速智能統(tǒng)一總線網(wǎng)絡上的信號進行串并轉換，然后以3高速時鐘將接收到的數(shù)據(jù)寫入雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元。高速監(jiān)視 單元在高速串并轉換停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時，將高速雙端口 SRAM的時鐘切換 到低速時鐘，并觸發(fā)高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對數(shù)據(jù)的讀取。高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單 元接收到觸發(fā)之后，將高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)讀出，并按照預先配置的總線協(xié)議進行數(shù) 據(jù)幀解碼和有效數(shù)據(jù)提取，然后將提取的數(shù)據(jù)交付UART控制器。UART控制器首先偵聽總線 狀態(tài)，在空閑時，將交付的數(shù)據(jù)按照RS232總線協(xié)議編碼后傳遞給RS485收發(fā)器。RS485收 發(fā)器對數(shù)據(jù)進行電平格式調整之后，將數(shù)據(jù)耦合到RS485網(wǎng)絡上進行發(fā)送。
本發(fā)明的有益效果是由于采用存儲轉發(fā)、總線編碼、協(xié)議配置原理實現(xiàn)RS485與 智能總線接口，其中智能總線協(xié)議采用高速邏輯器件配置，智能總線數(shù)據(jù)的收發(fā)采用高速 收發(fā)器實現(xiàn)，數(shù)據(jù)緩存采用可切換讀寫時鐘的雙口 SRAM實現(xiàn)，收發(fā)數(shù)據(jù)的管理采用數(shù)據(jù)幀 編碼技術。基于此實現(xiàn)RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線的互聯(lián)。本發(fā)明解決了 RS485與高 速環(huán)網(wǎng)總線的接口 ；基于智能總線協(xié)議的靈活配置特性實現(xiàn)了 RS485與其他總線的方便互 聯(lián)；減少了總線大規(guī)模互聯(lián)的總線介質的數(shù)量。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。


圖1是RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口結構圖。
圖2是RS485總線轉高速智能統(tǒng)一總線圖。
圖3是高速智能統(tǒng)一總線轉RS485總線圖。
具體實施方式
參照圖1 3，詳細說明本發(fā)明。
本發(fā)明的RS485收發(fā)器采用MAX485，UART控制器可采用EP2C35系列FPGA設計， 也可采用SC16C550芯片實現(xiàn)，高速雙端口 RAM采用IDT70V3079 ；高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議 單元基于低速邏輯器件實現(xiàn)，如EPC12系列FPGA ；高速監(jiān)視單元采用高速邏輯器件實現(xiàn)，如 Hittite公司的高速邏輯器件；高速串并轉換單元可采用BCM8152實現(xiàn)10(ibpS的數(shù)據(jù)收發(fā) 速度。通過編寫UART控制器配置程序、高速串并轉換單元配置程序使得RS485總線和高速 串并轉換單元可獨立工作；通過在高速邏輯器件內實現(xiàn)時鐘切換單元、高速監(jiān)視單元使得 雙端口 SRAM的時鐘可智能切換。
本發(fā)明主要包括RS485總線接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)交付高速智能統(tǒng)一總線的發(fā)送過 程；高速智能統(tǒng)一總線接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)交付RS485總線的接收過程。
發(fā)送過程采用RS485總線收發(fā)器對RS485網(wǎng)絡上的信號進行電平格式調整，然后 將結果輸入給UART控制器。UART控制器對輸入進行接收，并將接收到數(shù)據(jù)按照RS232總線 協(xié)議進行協(xié)議解析和數(shù)據(jù)提取，并將提取的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端口傳遞給高速智能統(tǒng)一總線協(xié) 議單元。高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對RS485總線傳遞過來的數(shù)據(jù)按照預先配置的總線協(xié) 議進行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)以低速時鐘寫入高速雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高 速監(jiān)視單元。高速監(jiān)視單元在智能總線停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時，首先將高速雙 端口 SRAM的讀寫時鐘切換成高速時鐘，然后觸發(fā)高速串并轉換單元讀取高速雙端口 SRAM 中的數(shù)據(jù)。高速串并轉換單元讀取數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行并串轉換，之后將數(shù)據(jù)耦合到光纖上進行發(fā)送。
接收過程采用高速串并轉換單元對高速智能統(tǒng)一總線網(wǎng)絡上的信號進行串并 轉換，然后以高速時鐘將接收到的數(shù)據(jù)寫入雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單 元。高速監(jiān)視單元在高速串并轉換停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時，將高速雙端口 SRAM 的時鐘切換到低速時鐘，并觸發(fā)高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對數(shù)據(jù)的讀取。高速智能統(tǒng)一 總線協(xié)議單元接收到觸發(fā)之后，將高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)讀出，并按照預先配置的總線 協(xié)議進行數(shù)據(jù)幀解碼和載荷數(shù)據(jù)提取，然后將提取的數(shù)據(jù)交付UART控制器。UART控制器 首先偵聽總線狀態(tài)，在空閑時，將交付的數(shù)據(jù)按照RS232總線協(xié)議編碼后傳遞給RS485收發(fā) 器。RS485收發(fā)器對數(shù)據(jù)進行電平格式調整之后，將數(shù)據(jù)耦合到RS485網(wǎng)絡上進行發(fā)送。
RS485與智能總線的接口，首先解決了 RS485與高速環(huán)網(wǎng)總線的接口 ；其次基于智 能總線協(xié)議的靈活配置特性可實現(xiàn)RS485與其他總線的方便互聯(lián)；再次將多種總線介質合 并成為一束光纖，極大地減少了系統(tǒng)體積和互聯(lián)成本；再次由于只在與高速智能統(tǒng)一總線 相接的高速雙端口 SRAM、高速串并轉換單元、高速監(jiān)視單元采用甚高頻器件，而其余部分可 采用常規(guī)器件，從而減少了系統(tǒng)的功耗、代價開銷。
權利要求
1. 一種RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口方法，其特征在于包括以下步驟(a)采用RS485總線收發(fā)器對RS485網(wǎng)絡上的信號進行電平格式調整，然后將結果輸入 給UART控制器；UART控制器對輸入進行接收，并將接收到數(shù)據(jù)按照RS232總線協(xié)議進行協(xié) 議解析和數(shù)據(jù)提取，并將提取的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)端口傳遞給高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元；高 速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元將傳遞過來的數(shù)據(jù)按照預先配置的總線協(xié)議進行編碼，并將編碼 后的數(shù)據(jù)以低速時鐘寫入高速雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元；高速監(jiān)視 單元在智能總線停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時，首先將高速雙端口 SRAM的讀寫時鐘 切換成高速時鐘，然后觸發(fā)高速串并轉換單元讀取高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)；高速串并轉 換單元讀取數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行并串轉換，之后將數(shù)據(jù)耦合到光纖上直接發(fā)送；(b)采用高速串并轉換單元對高速智能統(tǒng)一總線網(wǎng)絡上的信號進行串并轉換，然后以 高速時鐘將接收到的數(shù)據(jù)寫入雙端口 SRAM中的固定區(qū)域，并通知高速監(jiān)視單元；高速監(jiān)視 單元在高速串并轉換停止向高速雙端口 SRAM中寫數(shù)據(jù)時，將高速雙端口 SRAM的時鐘切換 到低速時鐘，并觸發(fā)高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單元對數(shù)據(jù)的讀取；高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議單 元接收到觸發(fā)之后，將高速雙端口 SRAM中的數(shù)據(jù)讀出，并按照預先配置的總線協(xié)議進行數(shù) 據(jù)幀解碼和有效數(shù)據(jù)提取，然后將提取的數(shù)據(jù)交付UART控制器；UART控制器首先偵聽總線 狀態(tài)，在空閑時，將交付的數(shù)據(jù)按照RS232總線協(xié)議編碼后傳遞給RS485收發(fā)器；RS485收 發(fā)器對數(shù)據(jù)進行電平格式調整之后，將數(shù)據(jù)耦合到RS485網(wǎng)絡上進行發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口方法，用于解決現(xiàn)有的RS485總線無法直接接入高速智能統(tǒng)一總線的技術問題。技術方案是采用高速串并轉換實現(xiàn)高速智能統(tǒng)一總線數(shù)據(jù)的高速串并轉換，采用低速邏輯器件配置高速智能統(tǒng)一總線協(xié)議，采用高速雙端口SRAM進行數(shù)據(jù)緩存，采用高速監(jiān)視單元對高速雙端口SRAM的讀寫時鐘進行智能切換，采用UART控制器的數(shù)據(jù)端口和高速智能統(tǒng)一總線的數(shù)據(jù)端口直接相接的方法與RS485總線直接交互數(shù)據(jù)，以此為基礎實現(xiàn)RS485總線與高速智能統(tǒng)一總線的直接接口。RS485總線與智能總線的接口在解決其問題的同時，實現(xiàn)了RS485總線方便靈活地與其他總線之間的互聯(lián)，減少了系統(tǒng)互聯(lián)的總線介質數(shù)量和系統(tǒng)功耗。
文檔編號G06F13/40GK102033843SQ20101057803
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2010年12月2日
發(fā)明者史忠科, 王闖, 辛琪 申請人:西北工業(yè)大學