CN106776436A - 一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法 - Google Patents

一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106776436A
CN106776436A CN201710019489.0A CN201710019489A CN106776436A CN 106776436 A CN106776436 A CN 106776436A CN 201710019489 A CN201710019489 A CN 201710019489A CN 106776436 A CN106776436 A CN 106776436A
Authority
CN
China
Prior art keywords
veneer
data
bus
slave station
main website
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710019489.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106776436B (zh
Inventor
吕建新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Original Assignee
Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd filed Critical Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority to CN201710019489.0A priority Critical patent/CN106776436B/zh
Publication of CN106776436A publication Critical patent/CN106776436A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106776436B publication Critical patent/CN106776436B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40Bus structure
    • G06F13/4063Device-to-bus coupling
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/2205Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using arrangements specific to the hardware being tested
    • G06F11/221Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using arrangements specific to the hardware being tested to test buses, lines or interfaces, e.g. stuck-at or open line faults
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2213/00Indexing scheme relating to interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F2213/0008High speed serial bus, e.g. Fiber channel
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2213/00Indexing scheme relating to interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F2213/0012High speed serial bus, e.g. IEEE P1394

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法,涉及通信设备的信息交互领域。该总线结构的主站单板与各从站单板之间具有一条时钟传输通道和一条数据传输通道,时钟传输通道和数据传输通道均由M‑LVDS总线实现。其中,主站单板利用时钟传输通道提供总线时钟,供各站点单板收发数据;同时负责维护总线,当总线空闲时,授予各从站单板发送权限,让各从站单板发送数据。从站单板用于:在获得发送权限后,通过比较各从站单板地址的高低,区分不同的优先级来竞争总线使用权,进行数据的发送。总线上所有站点采用竞争方式使用总线,具有更高的实时性;采用主站管理总线方式,让每个站点在竞争总线时,可以获得均等机会。

Description

一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法
技术领域
本发明涉及通信设备的信息交互技术领域,具体来讲是一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法。
背景技术
通信设备及一些大型电子设备通常由多块电路板(简称单板)共同实现复杂的功能,各单板之间需要进行信息沟通,如各单板的工作状态、相互之间的控制等。采用总线实现各单板之间的互连,可以大大减少背板连线的数量,是一种必然的选择。
现有总线技术很多,如I2C(Inter-Integrated Circuit,内部集成电路)总线和CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线等,这些技术在工业电子、通信设备等领域都已有广泛应用,但存在传输数据速率不高(CAN总线最高速率只有1Mbps)、信息量不大等方面的限制。对大容量通信系统或一些大型电子设备,单板之间需要传送大量信息,并且信息要求实时性强的场合,无法满足使用要求。例如:在通信设备中,很多板卡之间需要通告板在位信息、实时告警信息等,这些信息数据量不大,但要求高的实时性和可靠性,且由于板卡数量多,必须采用高速总线才能实现。
实际操作中,多个节点互连的高速背板总线(速率大于1Mbps)硬件上可采用TIA/EIA-899标准的M-LVDS(Multipoint low Voltage Differential Signaling,多点低电压差分信号)电平实现,但在总线链路层协议方面,主要采用HDLC(High Level Data LinkControl,高级数据链路控制规程)协议实现多节点之间的通信,在HDLC协议中,定义了主站、从站和复合站三种链路结构,但没有给出多节点共用同一总线的仲裁方法,对多节点共用同一根背板总线的实现不具有指导意义。
而中国公开的公告号为CN200810242609.4A的《一种实时多路复用同步高速传输串行总线协议》提出了一种实时多路复用同步高速传输串行总线协议,该协议预先定义一个节点作为主节点,由该主节点控制,各节点依次轮流发送数据。但是,利用该协议实现的传输方法中,各节点只能按照预先分配时间间隔传输数据,当某一个节点数据较长,需要多次传输才能实现;或者当该节点不存在时,仍然占用时间段,总线的实时性和灵活性较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足,提供一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法,能在多点互联应用场合下利用高速串行总线实现多节点之间的通信,且能满足多节点之间高速、实时通信需求。
为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:一种适用于多点互联的高速串行总线结构,包括一个作为主站的单板和若干作为从站的单板;主站单板与各从站单板之间具有一条时钟传输通道和一条数据传输通道,时钟传输通道采用由主站单板发送、从站单板接收的单向传输方式,数据传输通道采用主站单板、从站单板均可发送、接收的双向传输方式,且时钟传输通道和数据传输通道均由M-LVDS总线实现。所述主站单板用于:利用时钟传输通道提供总线时钟,供各站点单板同步发送和接收数据;同时负责维护总线,当总线空闲时,授予各从站单板发送权限,让各从站单板利用数据传输通道发送数据;所述从站单板用于:在获得发送权限后,通过比较各从站单板地址的高低,区分不同的优先级来竞争总线使用权,进行数据的发送。
本发明还提供一种基于上述总线结构的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,该通信方法包括主站单板收发数据流程和从站单板收发数据流程。
其中,主站单板收发数据流程包括以下步骤:
步骤A1、主站单板上电,等总线稳定后检测总线是否处于完全空闲状态,若是,转入步骤A2;否则,转入步骤A3,等待接收各从站单板发来的数据;
步骤A2、主站单板利用时钟传输通道向各从站单板发送允许从站单板发送数据的主站轮询,交出总线占用权限,请求从站单板发送数据,转入步骤A3;
步骤A3、主站单板利用数据传输通道接收各从站单板发来的数据,判断发来的数据中是否有应答请求,若有,则在总线处于一般空闲状态时,开始竞争总线使用权,发送本站的响应应答,然后返回步骤A1,继续检测总线状态;若没有,表明发来的数据是各从站单板回复的各从站的信息数据,则记录所述发来的数据,然后返回步骤A1,继续检测总线状态。
从站单板收发数据流程包括以下步骤:
步骤B1、从站单板实时检测总线是否处于一般空闲状态,若否,表明从站单板无法使用总线,只能接收数据,转入步骤B2;若是,转入步骤B3;
步骤B2、从站单板利用时钟传输通道和数据传输通道接收从其他站点发来的数据,一旦发来的数据中有主站轮询或应答请求,则记录下相应的主站轮询标志或应答请求标志,然后返回步骤B1检测总线状态;
步骤B3、当有主站轮询标志时,从站单板开始竞争总线使用权,利用数据传输通道发送本站的信息数据,然后返回步骤B1继续检测总线状态;当有应答请求标志时,从站单板开始竞争总线使用权,利用数据传输通道发送本站的响应应答,然后返回步骤B1继续检测总线状态。
本发明的有益效果在于:
1、本发明的高速串行总线结构,采用主站单板提供数据收发时钟,可以使各从站的数据接收同步更快;且总线上所有站点采用竞争方式使用总线发送数据,比传统的定时轮询或定时循环等方式具有更高的实时性。本发明采用主站单板负责总线管理的方式,让每个站点在竞争总线使用权的同时,可以获得均等机会使用总线,满足了实时性和大信息量数据传输要求。
2、本发明中,主站单板、从站单板在竞争总线使用权发送本站的数据时,均需经过总线仲裁流程。该仲裁原则根据起始位、应答位和仲裁字构成的三级仲裁字段设计,有效保证了各个站点在竞争总线使用权时的公平性、可靠性和及时性。
3、本发明中,仲裁字中的单板地址进行了4B/5B编码,可防止出现5个以上的连“0”或连“1”,避免与标志字码型重合,利于恢复时钟。并且,对帧结构中的数据帧(即目标地址、控制字、长度字、数据段、校验字)采用比特填充处理,也可防止在一串比特数据中,有可能产生与标志字段的码型相同的比特组合,保证了数据的透明传输,同时也利于接收端恢复时钟。
4、为保证总线管理和维护的可靠性,本发明的总线结构中还包括一个作为备用主站的单板,该备用主站单板在通常情况下,工作于从站状态,当主站故障时,能自动切换代替主站单板工作,保证了总线的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例中适用于多点互联的高速串行总线结构的示意图;
图2为本发明实施例中主站单板收发数据流程的示意图;
图3为本发明实施例中从站单板收发数据流程的示意图;
图4为本发明实施例中总线仲裁流程的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示,本发明实施例提供一种适用于多点互联的高速串行总线结构,包括一个作为主站的单板和若干作为从站的单板,主站单板与各从站单板之间具有一条时钟传输通道和一条数据传输通道,时钟传输通道采用由主站单板发送、从站单板接收的单向传输方式,数据传输通道采用主、从站单板均可发送、接收的双向传输方式(分时复用),且时钟传输通道和数据传输通道均由M-LVDS总线实现(即主站与各从站之间通过M-LVDS总线相连)。其中,主站单板用于:利用时钟传输通道提供总线时钟,供各站点单板同步发送和接收数据;同时负责维护总线,当总线空闲时,授予各从站单板发送权限,让各从站单板利用数据传输通道发送数据。从站单板用于:在获得发送权限后,通过比较各从站单板地址(即每块单板所具有的槽位地址)的高低,区分不同的优先级来竞争总线使用权(即数据传输通道的使用权)。
本实施例中,M-LVDS总线采用TIA/EIA-899标准的M-LVDS 电平(有的厂家叫BLVDS)实现,发送和接收接口均采用支持M-LVDS电平标准的接口芯片实现,M-LVDS标准允许在一个总线上最多可带32个节点。另外,如图1所示,为保证总线管理和维护的可靠性,该总线结构中还包括一个作为备用主站的单板,该备用主站单板在通常情况下,工作于从站状态,当主站故障时,自动切换代替主站单板工作。
参见图2和图3所示,本发明实施例还提供一种基于上述总线结构的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,该方法包括主站单板收发数据流程和从站单板收发数据流程;
其中,主站单板收发数据流程具体包括以下步骤(如图2所示):
步骤A1、主站单板上电,等总线稳定后,检测总线是否处于完全空闲状态(总线上连续出现9个或以上隐性电平为完全空闲状态,即总线空闲位大于等于9比特),若是,转入步骤A2;否则,转入步骤A3,等待接收各从站单板发来的数据(即等待接收总线数据)。
步骤A2、主站单板利用时钟传输通道向各从站单板发送允许从站单板发送数据的主站轮询,交出总线占用权限,请求从站单板发送数据,转入步骤A3。
步骤A3、主站单板利用数据传输通道接收各从站单板发来的数据,判断发来的数据中是否有应答请求,若有,则在总线处于一般空闲状态时(总线上连续出现不多于8个的隐性电平为一般空闲状态,即总线空闲位小于9比特),开始竞争总线使用权,发送本站的响应应答,然后返回步骤A1,继续检测总线状态;若没有,表明发来的数据是各从站单板回复的各从站的信息数据,则记录所述发来的数据,然后返回步骤A1,继续检测总线状态。
从站单板收发数据流程具体包括以下步骤(如图3所示):
步骤B1、从站单板实时检测总线是否处于一般空闲状态,若否,表明从站单板无法使用总线,只能接收数据,转入步骤B2;若是,转入步骤B3。
步骤B2、从站单板利用时钟传输通道和数据传输通道接收从其他站点发来的数据,一旦发来的数据中有主站轮询或应答请求,则记录下相应标志后,返回步骤B1检测总线状态。可以理解的是,所述相应标志包括主站轮询标志或应答请求标志,且主站轮询标志或应答请求标志只有在进行了主站轮询应答或应答完应答请求后,才能清除相应标志。
步骤B3、当有主站轮询标志时,从站单板开始竞争总线使用权,利用数据传输通道发送本站的信息数据,然后返回步骤B1继续检测总线状态;当有应答请求标志时,从站单板开始竞争总线使用权,利用数据传输通道发送本站的响应应答,然后返回步骤B1继续检测总线状态。
可以理解的是,本实施例中主站单板、从站单板依据指定的帧结构进行数据的收发,该指定的帧结构包括起始位、应答位、仲裁字、同步字、目标地址、控制字、长度字、数据段、校验字和帧结束字。实际操作时,还可根据需要增设6~8比特的空闲位。其中,帧结构中各字段的含义如下:
起始位:表示帧的开始,由1比特显性电平组成。
应答位:表示本帧数据是应答其它站点的请求命令,由显性电平表示,隐性电平表示为非应答帧。
仲裁字:用于多站同时往总线上发送数据时的竞争总线使用权,由本站单板地址进行4B/5B编码组成。本实施例中,对本站单板地址进行4B/5B编码的目的在于:为防止出现5个以上的连“0”或连“1”,以及与标志字码型重合,利于恢复时钟。其编码规则是每4个比特后插入一个反转比特(如果前一个比特是0,则插入一个1比特;如果前一个比特是1,则插入一个0比特),编码后由1个字节8比特变成了10比特。在接收端进行反向变换,每5个比特移去最后一个比特,恢复原来的8比特地址码。举例来说,4B/5B编码实例参见表1所示:
表1、仲裁字4B/5B编码表
起始位、应答位和仲裁字构成了三级仲裁字段,根据该三级仲裁字段构成的总线仲裁原则如下:
1)总线上首先输出起始位(显性电平)的站点获得总线使用权;
2)在同时输出起始位的站点中,发送应答帧(显性电平)的站点获得总线使用权;
3)在起始位和应答位均相同的情况下,仲裁字的地址大的获得总线使用权。
同步字:用于表示数据帧的开始,后续的目标地址、控制字、长度字、数据段、校验字构成了一个完整的数据帧,实际操作时同步字可由标志字F(01111110)构成。
目标地址:用于表示要发送的目标的地址。
控制字:用于表示帧类型。本实施例中,根据主站单板、从站单板收发的数据内容,定义了以下四种类型的帧:
1)主站轮询帧:一种允许从站单板发送数据的广播帧,由主站单板发送,其它从站单板接收,具有轮询从站的目的。主站单板发送完该帧后,交出了总线占用权限;从站单板收到该帧后,获得了抢占总线的权限,从站单板必须发送完一帧数据后,才能清除该权限。主站轮询帧里也可以携带主站要发送给从站的数据。主站轮询帧是广播帧,建议目标地址为FF。
2)普通帧:由从站单板发送,从站单板利用普通帧答复主站单板的轮询,不要求主站单板应答。普通帧结构中的目标地址建议为主站地址。
3)应答请求帧:只发送给目标站的信息,目标站必须回复该帧,其它站可以侦听,不作任何处理,主站单板和从站单板均可发送此帧。
4)应答响应帧:对应答请求帧进行响应,主站单板和从站单板均可以发送此帧。
例如:定义0001 XXXX为主站轮询帧;0011 XXXX为普通帧;1000 XXXX为应答请求帧;0001 XXXX为应答响应帧。实际操作时,还可根据需要传送的信息类型设定不同的帧类型,具体的帧类型可在控制字中自己定义。这里用高四位定义帧类型,低四位可以用于进一步定义更细分的帧。
长度字:用于定义数据段的长度。长度字节是定义后面数据段的长度,不包括校验字。可根据后面数据段的长度设置。为保证总线的实时性,让其它需要实时传送信息的站及时传送数据,每帧应尽量短,因此,数据段长度也可为0。实时性是本总线方案的特点,为保证实时性,假设一根总线上挂接8块从站单板,每块从站单板的数据长度为2个字节,则所有从站单板与主站单板之间报告一遍本单板状态,需要花费约37us时间。
数据段:用于存储需要传送的信息内容。
校验字:用于数据段传输正确性的校验,采用CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验码)校验。在同步字后,自目标地址开始到本CRC字节前的所有字节,均参与CRC校验。
帧结束字:用于表示本帧的结束,实际操作时可由标志字F(01111110)构成。
在此基础上,参见图4所示,主站单板、从站单板在竞争总线使用权,发送本站的数据时,均需经过总线仲裁流程,总线仲裁流程具体包括以下操作:
当侦测到总线为空闲时,依次发送本帧中的起始位、应答位;
判断是否发送的是隐性电平而收到的是显性电平,若是,说明有其它站单板也在发送数据,本站单板竞争失利退出总线竞争,转为总线侦听接收状态;
否则,继续发送本帧中的仲裁字,并判断是否发送的是隐性电平而收到的是显性电平,若是,说明有其它站单板也在发送数据,本站单板竞争失利退出总线竞争,转为总线侦听接收状态;否则,说明本站单板竞争成功,继续发送完本帧中剩下的字段数据,并清相应的主站轮询标志或应答请求标志。
由上述内容可知:由于主站单板在发送主站轮询帧时,给各从站单板赋予了一次数据发送权限,各从站单板便可以依据各单板地址的高低进行总线竞争。每个站在数据发送完成后,清除了主站轮询标志,剩余各站便可继续竞争总线,直至完成各站数据发送为止。
更进一步的,由于主站单板、从站单板发送和接收的帧数据实质为一串比特数据,因此在一串比特数据中,有可能产生与标志字段的码型相同的比特组合。为了防止这种情况产生,保证对数据的透明传输,同时为了利于接收端恢复时钟,对帧结构中的数据帧(即目标地址、控制字、长度字、数据段、校验字)采用比特填充处理。也就是说,发送端:在一帧数据的同步字后,自目标地址开始到校验字结束的所有比特,均需要采用比特填充处理;接收端:在收到同步字后,自目标地址开始到校验子结束的所有比特,需进行比特解填充处理。
具体来说,比特填充处理的方法是:在同样的电平连续5比特时,插入一个反转比特。如连续5个“0”,插入1个比特“1”,连续5个“1”,插入1个比特“0”。比特解填充处理的方法是:在相同电平持续5比特时,则删除下一个比特。当收到连续6个相同电平,则可判断该帧数据错误。
为了更好地理解本发明的方法,下面以以大容量光通信传输设备上单板之间的互联的总线通信为例对本发明做进一步说明。
大容量光传输设备单板数量很多(可达数十块),单板之间需要实时通告告警信息和板在位等信息,以便实现业务的保护和单板的备份控制等。可采用图1所示的总线结构,实现彼此之间的板在位和实时告警信息传递。光传输设备上可有2块控制单板(主站单板和备用主站单板),可作为总线的主站点。所有从站单板通过M-LVDS总线与主、备控制单板连接。实际操作时,建议每根总线上挂接8块左右从站单板,主站单板把不同总线上的单板信息进行广播发送,这样所有从站单板均可以知道彼此告警和在位信息。
具体来说,主站单板发送和接收流程可如下:
1)主站单板上电后,如确认本单板是主站后,等待总线稳定后,检测总线是否处于空闲状态;
2)在通常情况下,如主站单板检测到总线处于完全空闲时(连续出现9个或以上隐性电平),发送主站轮询命令;否则等待接收总线数据;
3)接收总线数据时,若收到的是要求本站相应的应答请求帧,则置应答请求标志,并响应应答请求发送应答帧;若收到的是普通帧,表示是各从站单板回复的各从站的信息数据,则记录相关信息;
4)返回步骤2,继续进行总线检测。
从站单板发送和接收流程可如下:
1)从站单板检测总线,如检测到总线处于一般空闲时,则从站可以发送数据,转入步骤2;如检测到总线处于完全空闲(只有主站才能发送数据)或非空闲时,本站只能接收总线数据,转入步骤3;
2)检查本站是否有数据需要发送,且是否有发送权限(主站轮询标志),如有,则开始竞争总线使用权,发送本站的信息数据,否则返回步骤1继续等待;
3)接收总线数据,判断是否收到主站轮询帧,若是,置主站轮询标志后,返回步骤1;否则,判断是否收到应答请求帧,若是,置应答请求标志后,返回步骤1。
本发明不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种适用于多点互联的高速串行总线结构,包括一个作为主站的单板和若干作为从站的单板,其特征在于:主站单板与各从站单板之间具有一条时钟传输通道和一条数据传输通道,时钟传输通道采用由主站单板发送、从站单板接收的单向传输方式,数据传输通道采用主站单板、从站单板均可发送、接收的双向传输方式,且时钟传输通道和数据传输通道均由M-LVDS总线实现;
所述主站单板用于:利用时钟传输通道提供总线时钟,供各站点单板同步发送和接收数据;同时负责维护总线,当总线空闲时,授予各从站单板发送权限,让各从站单板利用数据传输通道发送数据;
所述从站单板用于:在获得发送权限后,通过比较各从站单板地址的高低,区分不同的优先级来竞争总线使用权,进行数据的发送。
2.如权利要求1所述的适用于多点互联的高速串行总线结构,其特征在于:该总线结构还包括一个作为备用主站的单板,该备用主站单板在通常情况下,工作于从站状态,当主站故障时,自动切换代替主站单板工作。
3.如权利要求1或2所述的适用于多点互联的高速串行总线结构,其特征在于:所述M-LVDS总线采用TIA/EIA-899标准的M-LVDS电平实现,发送和接收接口均采用支持M-LVDS电平标准的接口芯片实现。
4.一种基于权利要求1所述总线结构的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,该通信方法包括主站单板收发数据流程和从站单板收发数据流程,其特征在于,所述主站单板收发数据流程包括以下步骤:
步骤A1、主站单板上电,等总线稳定后检测总线是否处于完全空闲状态,若是,转入步骤A2;否则,转入步骤A3,等待接收各从站单板发来的数据;
步骤A2、主站单板利用时钟传输通道向各从站单板发送允许从站单板发送数据的主站轮询,交出总线占用权限,请求从站单板发送数据,转入步骤A3;
步骤A3、主站单板利用数据传输通道接收各从站单板发来的数据,判断发来的数据中是否有应答请求,若有,则在总线处于一般空闲状态时,开始竞争总线使用权,发送本站的响应应答,然后返回步骤A1,继续检测总线状态;若没有,表明发来的数据是各从站单板回复的各从站的信息数据,则记录所述发来的数据,然后返回步骤A1,继续检测总线状态。
5.如权利要求4所述的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,其特征在于,所述从站单板收发数据流程包括以下步骤:
步骤B1、从站单板实时检测总线是否处于一般空闲状态,若否,表明从站单板无法使用总线,只能接收数据,转入步骤B2;若是,转入步骤B3;
步骤B2、从站单板利用时钟传输通道和数据传输通道接收从其他站点发来的数据,一旦发来的数据中有主站轮询或应答请求,则记录下相应的主站轮询标志或应答请求标志,然后返回步骤B1检测总线状态;
步骤B3、当有主站轮询标志时,从站单板开始竞争总线使用权,利用数据传输通道发送本站的信息数据,然后返回步骤B1继续检测总线状态;当有应答请求标志时,从站单板开始竞争总线使用权,利用数据传输通道发送本站的响应应答,然后返回步骤B1继续检测总线状态。
6.如权利要求5所述的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,其特征在于:所述主站单板、从站单板依据指定的帧结构进行数据的收发,该指定的帧结构包括起始位、应答位、仲裁字、同步字、目标地址、控制字、长度字、数据段、校验字和帧结束字;
起始位:表示帧的开始,由1比特显性电平组成;
应答位:表示本帧数据是应答其它站点的请求命令,由显性电平表示,隐性电平则表示为非应答帧;
仲裁字:用于多站同时往总线上发送数据时的竞争总线使用权,由本站单板地址进行4B/5B编码组成;
同步字:用于表示数据帧的开始,后续的目标地址、控制字、长度字、数据段、校验字构成了一个完整的数据帧;
目标地址:用于表示要发送的目标的地址;
控制字:用于表示帧的类型;
长度字:用于定义数据段的长度;
数据段:用于存储需要传送的信息内容;
校验字:用于数据段传输正确性的校验,采用CRC校验;
帧结束字:用于表示本帧的结束。
7.如权利要求6所述的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,其特征在于:所述仲裁字由本站单板地址进行4B/5B编码组成时,该4B/5B编码方法为:在发送端,每4个比特后插入一个反转比特,编码后由1个字节8比特变成了10比特;在接收端,进行反向变换,每5个比特移去最后一个比特,恢复原来的8比特地址码。
8.如权利要求6所述的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,其特征在于:主站单板、从站单板作为发送端发送数据时,在一帧数据的同步字后,自目标地址开始到校验字结束的所有比特,均需要采用比特填充处理,所述比特填充处理的方法是:在同样的电平连续5比特时,插入一个反转比特;
主站单板、从站单板作为接收端接收数据时,在收到同步字后,自目标地址开始到校验子结束的所有比特,均需进行比特解填充处理,所述比特解填充处理的方法是:在相同电平持续5比特时,删除下一个比特。
9.如权利要求6所述的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,其特征在于,所述帧的类型包括以下四种:
1)主站轮询帧:一种允许从站单板发送数据的广播帧,由主站单板发送,其它从站单板接收,具有轮询从站的目的;主站单板发送完该帧后,交出了总线占用权限;从站单板收到该帧后,获得了抢占总线的权限,从站单板必须发送完一帧数据后,才能清除该权限;
2)普通帧:由从站单板发送,从站单板利用普通帧答复主站单板的轮询,不要求主站单板应答;
3)应答请求帧:只发送给目标站的信息,目标站必须回复该帧,主站单板和从站单板均可发送此帧;
4)应答响应帧:对应答请求帧进行响应,主站单板和从站单板均可以发送此帧。
10.如权利要求6所述的适用于多点互联的高速串行总线的通信方法,其特征在于:主站单板、从站单板在竞争总线使用权,发送本站的数据时,均需经过总线仲裁流程,该总线仲裁流程包括以下操作:
当侦测到总线为空闲时,依次发送本帧中的起始位、应答位;
判断是否发送的是隐性电平而收到的是显性电平,若是,说明有其它站单板也在发送数据,本站单板竞争失利退出总线竞争;
否则,继续发送本帧中的仲裁字,并判断是否发送的是隐性电平而收到的是显性电平,若是,说明有其它站单板也在发送数据,本站单板竞争失利退出总线竞争;若否,说明本站单板竞争成功,继续发送完本帧中剩下的字段数据,并清除相应的主站轮询标志或应答请求标志。
CN201710019489.0A 2017-01-12 2017-01-12 一种适用于多点互联的高速串行总线的通信方法 Active CN106776436B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710019489.0A CN106776436B (zh) 2017-01-12 2017-01-12 一种适用于多点互联的高速串行总线的通信方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710019489.0A CN106776436B (zh) 2017-01-12 2017-01-12 一种适用于多点互联的高速串行总线的通信方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106776436A true CN106776436A (zh) 2017-05-31
CN106776436B CN106776436B (zh) 2019-11-26

Family

ID=58947577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710019489.0A Active CN106776436B (zh) 2017-01-12 2017-01-12 一种适用于多点互联的高速串行总线的通信方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106776436B (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107733999A (zh) * 2017-09-22 2018-02-23 广东雅达电子股份有限公司 一种防火门监控模块的分时响应通讯方式
CN108038073A (zh) * 2018-01-30 2018-05-15 天津中德应用技术大学 一种基于mlvds的多板卡通信系统
CN109481946A (zh) * 2018-11-13 2019-03-19 上海葡萄纬度科技有限公司 总线主从设备确定方法和系统及其介质与总线设备
CN111008169A (zh) * 2019-11-20 2020-04-14 南京南瑞水利水电科技有限公司 一种低成本高速通信总线及其传输控制方法
CN111464466A (zh) * 2020-04-13 2020-07-28 中国人民解放军国防科技大学 一种多总线网络通信架构
CN111522758A (zh) * 2020-06-01 2020-08-11 上海中广核工程科技有限公司 一种集成多现场总线主站系统及分布式控制系统
CN112181886A (zh) * 2020-10-16 2021-01-05 华东计算技术研究所(中国电子科技集团公司第三十二研究所) 基于lvds通道的信息交互系统、方法及介质
CN112214441A (zh) * 2020-12-08 2021-01-12 北京和利时系统工程有限公司 基于串行总线轮询协议的通信切换方法、设备和系统
CN112398712A (zh) * 2020-09-29 2021-02-23 卡斯柯信号有限公司 基于can和mlvds双总线的通信板卡主备控制方法
CN112463693A (zh) * 2020-12-09 2021-03-09 华东计算技术研究所(中国电子科技集团公司第三十二研究所) 基于m-lvds总线的多板卡通信系统及方法
CN112565034A (zh) * 2019-09-10 2021-03-26 意法半导体(格勒诺布尔2)公司 用于在串行总线上进行通信的装置和方法
CN113807264A (zh) * 2021-09-18 2021-12-17 北京市商汤科技开发有限公司 任务演示方法及装置、电子设备和存储介质
CN114676088A (zh) * 2022-02-18 2022-06-28 珠海全志科技股份有限公司 一种通讯方法、装置及存储介质
CN116094867A (zh) * 2023-04-10 2023-05-09 湖南鲸瓴智联信息技术有限公司 基于mlvds总线的时间敏感网络控制协议设计方法
WO2024092480A1 (zh) * 2022-11-01 2024-05-10 深圳市韶音科技有限公司 通信方法、设备及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1484870A2 (en) * 1998-02-24 2004-12-08 Yokogawa Electric Corporation Communication system and communication control method
CN101459675A (zh) * 2008-12-29 2009-06-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种实时多路复用同步高速传输串行总线协议
CN103218331A (zh) * 2012-12-07 2013-07-24 浙江大学 采用同步模式切换及帧优先级自动调整的总线装置及方法
CN104333499A (zh) * 2014-10-23 2015-02-04 南京国电南自软件工程有限公司 基于m-lvds的装置背板高速总线链路层通信协议

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1484870A2 (en) * 1998-02-24 2004-12-08 Yokogawa Electric Corporation Communication system and communication control method
CN101459675A (zh) * 2008-12-29 2009-06-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种实时多路复用同步高速传输串行总线协议
CN103218331A (zh) * 2012-12-07 2013-07-24 浙江大学 采用同步模式切换及帧优先级自动调整的总线装置及方法
CN104333499A (zh) * 2014-10-23 2015-02-04 南京国电南自软件工程有限公司 基于m-lvds的装置背板高速总线链路层通信协议

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107733999A (zh) * 2017-09-22 2018-02-23 广东雅达电子股份有限公司 一种防火门监控模块的分时响应通讯方式
CN108038073A (zh) * 2018-01-30 2018-05-15 天津中德应用技术大学 一种基于mlvds的多板卡通信系统
CN109481946A (zh) * 2018-11-13 2019-03-19 上海葡萄纬度科技有限公司 总线主从设备确定方法和系统及其介质与总线设备
CN109481946B (zh) * 2018-11-13 2022-07-15 上海葡萄纬度科技有限公司 总线主从设备确定方法和系统及其介质与总线设备
CN112565034A (zh) * 2019-09-10 2021-03-26 意法半导体(格勒诺布尔2)公司 用于在串行总线上进行通信的装置和方法
CN111008169A (zh) * 2019-11-20 2020-04-14 南京南瑞水利水电科技有限公司 一种低成本高速通信总线及其传输控制方法
CN111464466A (zh) * 2020-04-13 2020-07-28 中国人民解放军国防科技大学 一种多总线网络通信架构
CN111522758B (zh) * 2020-06-01 2021-08-03 上海中广核工程科技有限公司 一种集成多现场总线主站系统及分布式控制系统
CN111522758A (zh) * 2020-06-01 2020-08-11 上海中广核工程科技有限公司 一种集成多现场总线主站系统及分布式控制系统
CN112398712A (zh) * 2020-09-29 2021-02-23 卡斯柯信号有限公司 基于can和mlvds双总线的通信板卡主备控制方法
CN112398712B (zh) * 2020-09-29 2022-01-28 卡斯柯信号有限公司 基于can和mlvds双总线的通信板卡主备控制方法
CN112181886A (zh) * 2020-10-16 2021-01-05 华东计算技术研究所(中国电子科技集团公司第三十二研究所) 基于lvds通道的信息交互系统、方法及介质
CN112214441B (zh) * 2020-12-08 2021-03-23 北京和利时系统工程有限公司 基于串行总线轮询协议的通信切换方法、设备和系统
CN112214441A (zh) * 2020-12-08 2021-01-12 北京和利时系统工程有限公司 基于串行总线轮询协议的通信切换方法、设备和系统
CN112463693A (zh) * 2020-12-09 2021-03-09 华东计算技术研究所(中国电子科技集团公司第三十二研究所) 基于m-lvds总线的多板卡通信系统及方法
CN113807264A (zh) * 2021-09-18 2021-12-17 北京市商汤科技开发有限公司 任务演示方法及装置、电子设备和存储介质
CN113807264B (zh) * 2021-09-18 2024-03-26 北京市商汤科技开发有限公司 任务演示方法及装置、电子设备和存储介质
CN114676088A (zh) * 2022-02-18 2022-06-28 珠海全志科技股份有限公司 一种通讯方法、装置及存储介质
CN114676088B (zh) * 2022-02-18 2024-06-04 珠海全志科技股份有限公司 一种通讯方法、装置及存储介质
WO2024092480A1 (zh) * 2022-11-01 2024-05-10 深圳市韶音科技有限公司 通信方法、设备及系统
CN116094867A (zh) * 2023-04-10 2023-05-09 湖南鲸瓴智联信息技术有限公司 基于mlvds总线的时间敏感网络控制协议设计方法
CN116094867B (zh) * 2023-04-10 2023-06-16 湖南鲸瓴智联信息技术有限公司 基于mlvds总线的时间敏感网络控制协议设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106776436B (zh) 2019-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106776436B (zh) 一种适用于多点互联的高速串行总线的通信方法
CN103490966B (zh) 一种双冗余can总线数据接收处理方法
JP2824772B2 (ja) 処理素子間を接続する接続法及び交換ネツトワーク
US6081523A (en) Arrangement for transmitting packet data segments from a media access controller across multiple physical links
CN100521637C (zh) 基于光纤的高速串行工业实时通信总线系统及其控制方法
CN100535814C (zh) 冗余配置的自控系统及配置方法
CN102857397A (zh) 一种多主异步双工差分总线及通讯方法
JPH0127615B2 (zh)
CN101399654A (zh) 一种串行通信方法和装置
JPS6338130B2 (zh)
CN105786639A (zh) 一种i2c总线数据的传输方法及系统
CN111800226B (zh) 一种基于硬件仲裁的边带管理电路及方法
US4723309A (en) Optical network system of bus architecture capable of rapidly detecting collision at each communication station
CN108234267A (zh) 一种基于m-lvds实时多主高速总线的通信系统
CN103729333A (zh) 多路时隙共享的背板总线结构及其实现方法
CN101394301A (zh) 小型电信和计算通用硬件平台系统、装置及其通信方法
CN111030909A (zh) 一种应用于can总线多主设备通讯间时间同步的方法
CN105786734B (zh) 数据传输的方法、扩展装置、外围设备及系统
CN102098196B (zh) 刀片服务器的数据传输方法
WO1983002210A1 (en) Interconnection for local area contention networks
KR0174702B1 (ko) 시스템 버스 콘트롤러를 이용하는 모듈간 통신 장치 및 방법
JP2003198572A (ja) 確定的フィールドバス及びその種のバスの管理方法
CN208386577U (zh) 基于m-lvds实时多主高速总线的通信系统
CN105099505B (zh) 一种适用于脉冲超宽带无线网络的通信系统
CN2749167Y (zh) 用控制器局域网的电力负荷监控管理系统终端

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant