CN102033844A - LonWorks总线与高速智能统一总线的直接接口方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LonWorks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LonWorks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LonWorks控制器的I/O端口和高速智能统一总线的数据端口直接相接的方法与LonWorks总线直接交互数据，以此为基础实现LonWorks与高速智能统一总线的直接接口。LonWorks与智能总线的接口在解决其问题的同时，实现了LonWorks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
技术领域
本发明涉及一种总线接口方法，特别涉及一种LonWorks总线与高速智能统一总线的直接接口方法。
背景技术
LonWorks总线不仅可采用电力线传输数据，实现通信网与电网的复合，还可将IO配置成串口、SPI、I2C总线方式，具有局部意义上的智能性。LonWorks总线的本质安全性、开放性和互操作性使得LonWorks总线在楼宇自动化、航空工业、汽车电子领域等到了广泛的应用。随着电子系统综合化、智能化的发展，信息共享成为系统综合的关键，迫切需要LonWork总线与高速智能统一总线能够实现数据交互。而目前的LonWorks总线本身无法直接与高速智能统一总线互联。
文献“Design of a Gateway Between LonWorks and Ethernet，Intelligent Control and Automation，2006，WCICA 2006，June，2006″公开了一种LonWorks与Ethernet的接口，该方法首先采用MSP430F148作为主CPU，LonWorks控制器芯片Neuron 3150作为辅助CPU，通过将Neuron 3150的IO配置为并口对象，采用数据读写方式，将LonWorks接收到的数据传递给主CPU；然后采用RTL8019AS作为Ethernet接口芯片，通过主CPU的ISA接口实现与RTL0819AS的互联，从而实现了LonWorks与10Mbps的Ethernet的互联。该互联模式可表达为LonWorks转并口，并口转ISA，ISA转Ethernet的过程。该方法实现LonWorks与Ethernet的接口，但仍没有解决LonWorks与高速智能统一总线互联的问题。
发明内容
为了克服现有的LonWorks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LonWorks总线与高速智能统一总线的直接接口方法。该方法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LonWorks控制器的I/O端口和高速智能统一总线的数据端口直接相接的方法，实现高速智能统一总线与LonWorks总线直接交互数据的功能，从而实现LonWorks与高速智能统一总线的直接接口。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种LonWorks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：
1)LonWorks总线数据转化为智能总线数据
采用LonWorks总线收发器对LonWorks网络上的信号进行电平格式调整，然后将转化结果输入给LonWorks控制器。LonWorks控制器将输入进行接收，并按照LonTalks总线协议进行协议解析与数据提取，并将接收到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。
2)智能总线数据转化为LonWorks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LonWorks总线控制器。LonWorks总线控制器首先侦听总线状态，在空闲时，将交付的数据按照LonTalks总线协议编码后传递给LonWorks收发器。LonWorks收发器对数据进行电平格式调整之后，将数据耦合到LonWorks网络上进行发送。
本发明的有益效果是：本发明在解决其问题的同时，首先基于高速智能统一总线协议的灵活配置特性，实现了LonWorks总线与其他总线的方便互联；再次减少了总线大规模互联的总线介质的数量；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。
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LonWorks总线与高速智能统一总线的直接接口结构图。
图2是LonWorks总线转高速智能统一总线图。
图3是高速智能统一总线转LonWorks总线图。
具体实施方式
参照图1～3，详细说明本发明。
本发明中涉及的LonWorks总线收发器可采用FT-X3变压器，LonWorks总线控制器可基于FPGA实现，也可采用Loytec模块或独立LonWorks控制器Neuron 5000处理器实现，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LonWorks控制器配置程序、高速串并转换单元配置程序使得LonWorks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LonWorks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LonWorks总线的接收过程。
发送过程：LonWorks网络上与LonWorks总线收发器直接相接。LonWorks总线收发器对LonWorks网络上的信号进行电平格式调整后，将结果输入给LonWorks控制器。LonWorks控制器对输入进行接收，并按照LonTalks总线协议对接收的数据进行协议解析和数据提取，并将接收到的数据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LonWorks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LonWorks总线控制器。LonWorks总线控制器将交付的数据按照LonTalks总线协议编码后传递给LonWorks总线收发器。LonWorks收发器对数据进行电平格式调整之后，将数据耦合到Lonworks网络上进行发送。
本发明在解决其问题的同时，首先基于高速智能统一总线协议的灵活配置特性，实现了LonWorks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，减少了总线大规模互联的总线介质的数量；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LonWorks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LonWorks总线收发器对LonWorks网络上的信号进行电平格式调整，然后将转化结果输入给LonWorks控制器；LonWorks控制器将输入进行接收，并按照LonTalks总线协议进行协议解析与数据提取，并将接收到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LonWorks总线控制器；LonWorks总线控制器首先侦听总线状态，在空闲时，将交付的数据按照LonWorks总线协议编码后传递给LonWorks收发器；LonWorks收发器对数据进行电平格式调整之后，将数据耦合到LonWorks网络上进行发送。
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