CN102033843A - Rs485总线与高速智能统一总线的直接接口方法 - Google Patents

Rs485总线与高速智能统一总线的直接接口方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种RS485总线与高速智能统一总线的直接接口方法，用于解决现有的RS485总线无法直接接入高速智能统一总线的技术问题。技术方案是采用高速串并转换实现高速智能统一总线数据的高速串并转换，采用低速逻辑器件配置高速智能统一总线协议，采用高速双端口SRAM进行数据缓存，采用高速监视单元对高速双端口SRAM的读写时钟进行智能切换，采用UART控制器的数据端口和高速智能统一总线的数据端口直接相接的方法与RS485总线直接交互数据，以此为基础实现RS485总线与高速智能统一总线的直接接口。RS485总线与智能总线的接口在解决其问题的同时，实现了RS485总线方便灵活地与其他总线之间的互联，减少了系统互联的总线介质数量和系统功耗。

Description

RS485总线与高速智能统一总线的直接接口方法
技术领域
本发明涉及一种总线接口方法，特别涉及一种RS485总线与高速智能统一总线的直接接口方法。
背景技术
基于RS485总线的网络分布式测控系统，具有结构简单、抗干扰能力强、传输距离远、成本低等优点。航空工业中的很多GPS、IMU的通信接口都采用RS485总线标准，民用工业中的远程抄表、工业监控等大多采用RS485总线标准。RS485采用RS232协议，可方便组网，但通信速度最多只有921600bps。现代电子系统的综合化、智能的发展，信息共享成为系统综合的关键，迫切要求RS485总线与万兆位的高速智能统一总线能够实现信息共享，而目前RS485总线本身无法直接与高速智能统一总线相连接。
文献“RS485-USB转换器的设计与应用，应用科技，第31卷第2期，2004年02月″公开了一种RS485总线与USB的接口，该方法采用Ti公司的专用芯片TUSB3410作为核心器件，该器件为USB转UART芯片，即实现USB与RS485总线的接口。USB总线虽然具有较高的速度，但USB总线的传输距离较短，难以实现高速远程控制。仍然没有解决RS485直接接入高速智能统一总线的问题。
发明内容
为了克服现有的RS485总线无法直接接入高速智能统一总线的问题，本发明提供一种RS485总线与高速智能统一总线的直接接口方法。该方法采用存储转发、总线编码、协议配置原理实现RS485与智能总线接口，其中智能总线协议采用高速逻辑器件配置，智能总线数据的收发采用高速收发器实现，数据缓存采用可切换读写时钟的双口SRAM实现，收发数据的管理采用数据帧编码技术。基于此实现RS485总线与高速智能统一总线的互联。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种RS485总线与高速智能统一总线的直接接口方法，其特点包括以下步骤：
RS485总线数据转化为高速智能统一总线数据。
采用RS485总线收发器对RS485网络上的信号进行电平格式调整，然后将结果输入给UART控制器。UART控制器对输入进行接收，并将接收到数据按照RS232总线协议进行协议解析和数据提取，并将提取的数据通过数据端口传递给高速智能统一总线协议单元。高速智能统一总线协议单元将传递过来的数据按照预先配置的总线协议进行编码，并将编码后的数据以低速时钟写入高速双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元。高速监视单元在智能总线停止向高速双端口SRAM中写数据时，首先将高速双端口SRAM的读写时钟切换成高速时钟，然后触发高速串并转换单元读取高速双端口SRAM中的数据。高速串并转换单元读取数据后，对数据进行并串转换，之后将数据耦合到光纤上直接发送。
高速智能统一总线数据转化为RS485总线数据。
采用高速串并转换单元对高速智能统一总线网络上的信号进行串并转换，然后以高速时钟将接收到的数据写入双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元。高速监视单元在高速串并转换停止向高速双端口SRAM中写数据时，将高速双端口SRAM的时钟切换到低速时钟，并触发高速智能统一总线协议单元对数据的读取。高速智能统一总线协议单元接收到触发之后，将高速双端口SRAM中的数据读出，并按照预先配置的总线协议进行数据帧解码和有效数据提取，然后将提取的数据交付UART控制器。UART控制器首先侦听总线状态，在空闲时，将交付的数据按照RS232总线协议编码后传递给RS485收发器。RS485收发器对数据进行电平格式调整之后，将数据耦合到RS485网络上进行发送。
本发明的有益效果是：由于采用存储转发、总线编码、协议配置原理实现RS485与智能总线接口，其中智能总线协议采用高速逻辑器件配置，智能总线数据的收发采用高速收发器实现，数据缓存采用可切换读写时钟的双口SRAM实现，收发数据的管理采用数据帧编码技术。基于此实现RS485总线与高速智能统一总线的互联。本发明解决了RS485与高速环网总线的接口；基于智能总线协议的灵活配置特性实现了RS485与其他总线的方便互联；减少了总线大规模互联的总线介质的数量。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
附图说明
图1是RS485总线与高速智能统一总线的直接接口结构图。
图2是RS485总线转高速智能统一总线图。
图3是高速智能统一总线转RS485总线图。
具体实施方式
参照图1～3，详细说明本发明。
本发明的RS485收发器采用MAX485，UART控制器可采用EP2C35系列FPGA设计，也可采用SC16C550芯片实现，高速双端口RAM采用IDT70V3079；高速智能统一总线协议单元基于低速逻辑器件实现，如EPC12系列FPGA；高速监视单元采用高速逻辑器件实现，如Hittite公司的高速逻辑器件；高速串并转换单元可采用BCM8152实现10Gbps的数据收发速度。通过编写UART控制器配置程序、高速串并转换单元配置程序使得RS485总线和高速串并转换单元可独立工作；通过在高速逻辑器件内实现时钟切换单元、高速监视单元使得双端口SRAM的时钟可智能切换。
本发明主要包括RS485总线接收数据，将数据交付高速智能统一总线的发送过程；高速智能统一总线接收数据，将数据交付RS485总线的接收过程。
发送过程：采用RS485总线收发器对RS485网络上的信号进行电平格式调整，然后将结果输入给UART控制器。UART控制器对输入进行接收，并将接收到数据按照RS232总线协议进行协议解析和数据提取，并将提取的数据通过数据端口传递给高速智能统一总线协议单元。高速智能统一总线协议单元对RS485总线传递过来的数据按照预先配置的总线协议进行编码，并将编码后的数据以低速时钟写入高速双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元。高速监视单元在智能总线停止向高速双端口SRAM中写数据时，首先将高速双端口SRAM的读写时钟切换成高速时钟，然后触发高速串并转换单元读取高速双端口SRAM中的数据。高速串并转换单元读取数据后，对数据进行并串转换，之后将数据耦合到光纤上进行发送。
接收过程：采用高速串并转换单元对高速智能统一总线网络上的信号进行串并转换，然后以高速时钟将接收到的数据写入双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元。高速监视单元在高速串并转换停止向高速双端口SRAM中写数据时，将高速双端口SRAM的时钟切换到低速时钟，并触发高速智能统一总线协议单元对数据的读取。高速智能统一总线协议单元接收到触发之后，将高速双端口SRAM中的数据读出，并按照预先配置的总线协议进行数据帧解码和载荷数据提取，然后将提取的数据交付UART控制器。UART控制器首先侦听总线状态，在空闲时，将交付的数据按照RS232总线协议编码后传递给RS485收发器。RS485收发器对数据进行电平格式调整之后，将数据耦合到RS485网络上进行发送。
RS485与智能总线的接口，首先解决了RS485与高速环网总线的接口；其次基于智能总线协议的灵活配置特性可实现RS485与其他总线的方便互联；再次将多种总线介质合并成为一束光纤，极大地减少了系统体积和互联成本；再次由于只在与高速智能统一总线相接的高速双端口SRAM、高速串并转换单元、高速监视单元采用甚高频器件，而其余部分可采用常规器件，从而减少了系统的功耗、代价开销。

Claims (1)

1.一种RS485总线与高速智能统一总线的直接接口方法，其特征在于包括以下步骤：
(a)采用RS485总线收发器对RS485网络上的信号进行电平格式调整，然后将结果输入给UART控制器；UART控制器对输入进行接收，并将接收到数据按照RS232总线协议进行协议解析和数据提取，并将提取的数据通过数据端口传递给高速智能统一总线协议单元；高速智能统一总线协议单元将传递过来的数据按照预先配置的总线协议进行编码，并将编码后的数据以低速时钟写入高速双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元；高速监视单元在智能总线停止向高速双端口SRAM中写数据时，首先将高速双端口SRAM的读写时钟切换成高速时钟，然后触发高速串并转换单元读取高速双端口SRAM中的数据；高速串并转换单元读取数据后，对数据进行并串转换，之后将数据耦合到光纤上直接发送；
(b)采用高速串并转换单元对高速智能统一总线网络上的信号进行串并转换，然后以高速时钟将接收到的数据写入双端口SRAM中的固定区域，并通知高速监视单元；高速监视单元在高速串并转换停止向高速双端口SRAM中写数据时，将高速双端口SRAM的时钟切换到低速时钟，并触发高速智能统一总线协议单元对数据的读取；高速智能统一总线协议单元接收到触发之后，将高速双端口SRAM中的数据读出，并按照预先配置的总线协议进行数据帧解码和有效数据提取，然后将提取的数据交付UART控制器；UART控制器首先侦听总线状态，在空闲时，将交付的数据按照RS232总线协议编码后传递给RS485收发器；RS485收发器对数据进行电平格式调整之后，将数据耦合到RS485网络上进行发送。
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