CN101729560A - 网关设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网关设备，包括：MVB网络标准接口、MVB网络标准接口，MVB协议控制器、主处理器和VXI协议控制器及VXI网络标准接口；主处理器，与MVB协议控制器、VXI协议控制器连接，用于将MVB协议控制器解码得到的MVB数据转换成VXI数据，并发送给VXI协议控制器；主处理器还用于将VXI协议控制器输出的VXI数据转换成MVB数据，并发送给MVB协议控制器。本发明达到了将MVB总线设备与VXI总线设备互联的目的。

Description

网关设备

技术领域

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种网关设备。

背景技术

工业现场总线是一个网络通讯标准，它使得不同厂家的产品通过通讯总线使用共同的协议进行通讯。基于分布式控制的多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，简称MVB)，具有实时性强、可靠性高等优势，是TCN(列车通信网络国际标准)的推荐方案。由于MVB总线的专业性很强，目前只有少数厂商可提供MVB总线的相关接口设备。另外，MVB总线的相关测试仪器也较少。

VXI总线是一种高速计算机总线-VME总线在仪器领域的扩展。VXI总线标准开放，结构紧凑，数据吞吐能力强，最高可达40MBps。还具有定时和同步精确、模块可重复利用、众多仪器厂家支持等特点。因此，VXI总线得到了广泛的应用。经过多年发展，VXI系统的组建和使用越来越方便，尤其适应组建大、中规模自动测量系统，以及对速度、精度要求高的场合。目前，已有许多知名厂家开发了大量基于VXI总线的测试仪器，如示波器、函数发生器、数字量输入输出设备、模拟量输入输出设备等，还开发大量基于总线的软件及插件，通过这些测试仪器、软件和插件，能灵活地组建不同复杂程度的自动测试系统。目前，由于MVB网络的相关测试仪器较少，需要使用VXI总线的测试仪器，将其接入MVB网络实现MVB网络的自动化测试。因此，需要一种网关设备，以对来自MVB网络的MVB数据和来自VXI网络的VXI数据进行协议转换。然而，目前还没有能实现对MVB数据和VXI数据进行协议转换的网关设备。

发明内容

本发明提供一种网关设备，用以解决现有技术中MVB网络无法使用VXI总线设备的缺陷，实现了VXI总线设备与MVB总线设备相互连接。

本发明例提供一种网关设备，包括：

MVB网络标准接口，与MVB总线连接，用于接收来自MVB总线的串行MVB数据；MVB协议控制器，与MVB网络标准接口连接，用于对串行MVB数据进行解码；主处理器，与MVB协议控制器、VXI协议控制器连接，用于将MVB协议控制器解码得到的MVB数据转换成VXI数据，并发送给VXI协议控制器；VXI协议控制器，与主处理器连接，用于对来自主处理器的VXI数据进行编码后输出VXI总线数据；VXI网络标准接口，与VXI协议控制器连接，用于将VXI协议控制器输出的VXI总线数据发送到VXI总线；

VXI网络标准接口，还与VXI总线连接，用于接收来自VXI总线的VXI总线数据；VXI协议控制器，还与VXI网络标准接口连接，用于对来自VXI总线的VXI总线数据进行解码后输出VXI数据；主处理器，还与VXI协议控制器连接，用于将VXI协议控制器输出的VXI数据转换成MVB数据，并发送给MVB协议控制器；MVB协议控制器，还与主处理器连接，用于对主处理器发送的MVB数据进行编码后输出串行MVB数据；MVB网络标准接口，还与MVB协议控制器连接，用于将MVB协议控制器输出的串行MVB数据发送到MVB总线。

在上述方案的基础上，为了提高MVB数据在MVB总线上的传输可靠性，MVB协议控制器还包括MVB总线控制器。

在上述方案的基础上，为了使MVB协议控制器作为MVB总线的主设备，集中管理对MVB总线的访问，可将MVB协议控制器11作为总线主设备或总线从设备。

在上述方案的基础上，为了提高本实施例网关设备的可靠性，同时便于用户调试，可采用现场可编程门阵列或专用集成电路实现MVB协议控制器和VXI协议控制器的设计。

本发明提供的网关设备，利用VXI协议控制器对来自VXI总线的VXI数据解码后，通过主处理器将VXI数据转换成MVB数据，再经MVB协议控制器编码发送到MVB总线。同时，利用MVB协议控制器对来自MVB总线的MVB数据解码后，通过主处理器将MVB数据转换成VXI数据，再经VXI协议控制器编码后发送到VXI总线。因此，本发明达到了将MVB总线设备与VXI总线设备互联的目的，使功能丰富且技术成熟的VXI总线设备，能为MVB总线设备所使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明网关设备实施例的结构示意图；

图2为本发明网关设备实施例中主处理器的工作流程图。

附图标记说明：

主处理器-10；        MVB协议控制器-11；

VXI协议控制器-12；   MVB网络标准接口-13；

VXI网络标准接口-14； MVB总线-15；

VXI总线-16。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于，MVB网络的相关测试仪器相少，使得MVB网络的自动化测试难以实现。而采用VXI总线的设备，功能丰富且技术成熟，因此，可将技术成熟的VXI总线设备接入MVB总线网络，利用VXI总线设备的功能实现自动化测试。因此，需要设计一种对MVB总线协议与VXI总线协议进行相互转换的网关设备。

图1为本发明网关设备实施例的结构示意图，如图1所示，本实施例包括：主处理器10、MVB协议控制器11、VXI协议控制器12和MVB网络标准接口13以及VXI网络标准接口14。

与MVB总线15连接MVB网络标准接口13，接收来自MVB总线的串行MVB数据。MVB网络标准接口13接收到串行MVB数据后，与MVB网络标准接口13连接的MVB协议控制器11，对来自MVB总线的串行MVB数据进行解码。MVB协议控制器11串行MVB数据解码后，发送给与MVB协议控制器11、VXI协议控制器12连接的主处理器10。主处理器10通过数据总线、地址总线及控制总线，与MVB协议控制器11、其中，主处理器10通过数据总线、地址总线及控制总线，与MVB协议控制器11、VXI协议控制器12连接。

主处理器10接收到来自MVB协议控制器11的MVB数据后，将MVB协议控制器11解码得到的MVB数据转换成VXI数据，并发送给VXI协议控制器。与主处器10连接的VXI协议控制器12，对来自主处理器10的VXI数据进行编码后输出VXI总线数据。VXI协议控制器12输出的VXI总线数据，经VXI网络标准接口14发送到VXI总线16。

与VXI总线16连接的VXI网络标准接口14，接收来自VXI总线16的VXI总线数据后，发送给与VXI网络标准接口14连接的VXI协议控制器12。VXI协议控制器12对来自VXI总线16的VXI总线数据进行解码后输出VXI数据。主处理器10接收VXI协议控制器14输出的VXI数据，将VXI数据转换成MVB数据后，发送给与主处理器10连接的MVB协议控制器12。MVB协议控制器12对主处理器10发送的MVB数据进行编码后输出串行MVB数据。与MVB协议控制器11连接的MVB网络标准接口13，将MVB协议控制器11输出的串行MVB数据经MVB总线15发送到MVB网络。

以下对本实施例网关设备中各功能模块的具体处理流程进行说明。首先，说明网关设备如何将来自MVB总线的MVB数据转换成VXI数据并发送到VXI总线。

MVB网络标准接口13，从MVB总线15接收串行MVB数据后发送给MVB协议控制器11，即MVB总线15上的串行MVB数据经驱动电路进入MVB协议控制器11。MVB协议控制器11，通过与其相连的MVB网络标准接口13，接收到来自MVB总线15的串行数据，即MVB数据，对MVB数据进行解码处理。之后，MVB协议控制器11将解码后的MVB数据，通过数据总线发送给主处理器10。主处理器10对MVB数据进行编码转换，使MVB数据转换成VXI数据，并发送给与主处理器10连接的VXI协议控制器12。VXI协议控制器12对主处理器10发送的数据进行编码，生成VXI数据后，通过VXI网络标准接口14发送到VXI总线16上。本实施例网关设备需要传输数据到VXI总线，但只需满足基本的寄存器接口功能即可。VXI总线有许多寄存器，但是完成通讯只需满足最基本的寄存器即可，还有一些与通信无关，没有必要使用全部寄存器。

以下说明本实施例网关设备如何将来自VXI总线的VXI数据转换成MVB数据并发送到MVB总线。

VXI协议控制器12，通过与其连接的VXI网络标准接口14，接收到来自VXI总线16的VXI总线数据后，对VXI数据进行解码处理，使其转换成主处理器能识别的VXI数据。之后，VXI协议控制器12将解码后的VXI数据，通过数据总线发送给主处理器10。主处理器10对VXI数据进行编码转换，使VXI数据转换成MVB数据后，发送给MVB协议控制器11。VXI协议控制器12接收到来自主处理器的10MVB数据后，对MVB数据进行编码生成MVB过程数据，通过MVB网络标准接口13发送到MVB总线15上。

在上述方案的基础上，为了提高MVB数据在MVB总线上的传输可靠性，MVB协议控制器还包括MVB总线控制器。MVB总线控制器内部包含编码/译码电路和控制通信存储器所需的逻辑电路，用来控制帧的发送和接收，例如冲突检测、帧的前导比特处理、CRC校验位的处理等。并对输入帧译码并检验其有效性后，将数据存放到相应的通信存储器中。

在上述方案的基础上，为了使MVB协议控制器作为MVB总线的主设备，集中管理对MVB总线的访问，可将MVB协议控制器11作为总线主设备，将VXI协议控制器12作为总线从设备。MVB网络协议控制器可根据配置实现总线主与总线从的功能，实现数据链路层以及一部分传输层的数据处理，并通过通讯存储器来与上层软件交互。

在上述方案的基础上，为了提高本实施例网关设备的可靠性，同时便于用户调试，可采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，以下简称FPGA)实现MVB协议控制器11和VXI协议控制器12的设计。

以下描述本实施例中主处器的工作流程。图2为本发明网关设备实施例中主处理器10的工作流程图，如图2所示，本实施例网关设备上电后，主处理器10首先进行初始化和配置FPGA操作。配置FPGA即配置MVB协议控制器和VXI协议控制器，使之实现相应的协议控制器功能。主处器初始化和配置完FPGA之后，由上位机通过VXI网络标准接口设置相关参数，如MVB端口地址、MVB设备地址、MVB端口的刷新时间等通信参数。主处理器10接收到上位机发送的通信参数后，先判断是否有通信参数，如果没有则通过上位机对通信参数进行设置。

上位机设置通信参数后，主处理器10进入主循环程序，主处理器10周期性采集来自MVB协议控制器11或VXI协议控制器12的数据，如果有数据，则进行数据接收。如果没有数据，则进入等待直至有数据为止。接收完数据后，对数据进行格式转换、数据计算等处理。之后，将转换后得到MVB数据发送给MVB协议控制器11，或将转换后得到VXI数据发送给VXI协议控制器12。MVB协议控制器11或VXI协议控制器12，则通过各自的网络标准接口发送到相应的总线。

本发明提供的网关设备，利用VXI协议控制器对来自VXI总线的VXI数据解码后，通过主处理器将VXI数据转换成MVB数据，再经MVB协议控制器编码发送到MVB总线。同时，利用MVB协议控制器对来自MVB总线的MVB数据解码后，通过主处理器将MVB数据转换成VXI数据，再经VXI协议控制器编码后发送到VXI总线。因此，本发明达到了将MVB总线设备与VXI总线设备互联的目的，使功能丰富且技术成熟的VXI总线设备，能为MVB总线设备所使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种网关设备，其特征在于，包括：

MVB网络标准接口，与MVB总线连接，用于接收来自MVB总线的串行MVB数据；

MVB协议控制器，与所述MVB网络标准接口连接，用于对所述串行MVB数据进行解码；

所述主处理器，与所述MVB协议控制器、VXI协议控制器连接，用于将所述MVB协议控制器解码得到的MVB数据转换成VXI数据，并发送给所述VXI协议控制器；

所述VXI协议控制器，与所述主处理器连接，用于对来自所述主处理器的VXI数据进行编码后输出VXI总线数据；

所述VXI网络标准接口，与所述VXI协议控制器连接，用于将所述VXI协议控制器输出的VXI总线数据发送到VXI总线；

所述VXI网络标准接口，还与所述VXI总线连接，用于接收来自所述VXI总线的VXI总线数据；

所述VXI协议控制器，还与所述VXI网络标准接口连接，用于对来自VXI总线的VXI总线数据进行解码后输出VXI数据；

所述主处理器，还与所述VXI协议控制器连接，用于将所述VXI协议控制器输出的VXI数据转换成MVB数据，并发送给所述MVB协议控制器；

所述MVB协议控制器，还与所述主处理器连接，用于对所述主处理器发送的MVB数据进行编码后输出串行MVB数据；

所述MVB网络标准接口，还与所述MVB协议控制器连接，用于将所述MVB协议控制器输出的串行MVB数据发送到所述MVB总线。

2.根据权利要求1所述的网关设备，其特征在于，所述MVB协议控制器还包括MVB总线控制器。

3.根据权利要求2所述的网关设备，其特征在于，所述MVB协议控制器为总线主设备或者为总线从设备。

4.根据权利要求3所述的网关设备，其特征在于，所述MVB协议控制器为现场可编程门阵列电路或者专用集成电路。

5.根据权利要求4所述的网关设备，其特征在于，所述VXI协议控制器为现场可编程门阵列电路。

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