CN106933769A - 一种用于列车串行通信链路层的配置装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于列车串行通信链路层的配置装置和方法，该配置装置包括：处理器，用于对接收到的列车通信数据进行处理，并输出对应的控制指令；协议数据生成器，基于不同通信协议，生成与处理器处理后的列车通信数据对应的协议数据；通道选择器，基于处理器输出的控制指令，打开与协议数据对应的链路层通路；通信端口，用于将链路层通路输出的数据发送出去。本发明可以灵活配置列车串行通信的链路层。

Description

一种用于列车串行通信链路层的配置装置和方法

技术领域

本发明涉及列车通信技术领域，具体地说，尤其涉及一种用于列车串行通信链路层的配置装置和方法。

背景技术

现有通信网络中，串行通信协议的设计通常采用分层机构，如ISO的OSI参考模型。例如，以485通信为例，485总线的通信协议采用的分层结构如图1所示。其中，物理层是利用物理媒介实现物理连接的功能描述和执行连接的规程，提供用于建立、保持和断开物理连接的机械的、电气的、功能的和过程的条件；数据链路层用于建立、维持和拆除链路连接，实现无差错传输的功能；应用层针对不同的应用，利用数据链路层提供的服务，完成不同通信节点之间的通信。

但是，现有的列车网络通信系统中，基于不同串行通信板(如485及HDLC)分别采用2块独立的单板进行通信，单个单板的链路层与物理层是唯一的，即485通信板只具有485的物理层和链路层，而HDLC通信板只具有HDLC的物理层和链路层。这样，单板的位置必然固定，总线接口也随之固定，这样串行通信的灵活性变差，无法根据实际需求灵活的配置。并且，如果采用2块独立的单板，会占用一块位置，不利于紧凑型布局，同时多出来的单板会造成一定的资源浪费，不利于成本的控制。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种用于列车串行通信链路层的配置装置和方法，用以灵活配置列车串行通信的链路层。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于列车串行通信链路层的配置装置，包括：

处理器，用于对接收到的列车通信数据进行处理，并输出对应的控制指令；

协议数据生成器，基于不同通信协议，生成与所述处理器处理后的列车通信数据对应的协议数据；

通道选择器，基于所述处理器输出的控制指令，打开与协议数据对应的链路层通路；

通信端口，用于将所述链路层通路输出的数据发送出去。

根据本发明的一个实施例，所述协议数据生成器包括485控制器和HDLC控制器，其中，

所述485控制器基于485通信协议，生成与所述处理器的输出数据对应的485协议数据；

所述HDLC控制器基于HDLC通信协议，生成与所述处理器的输出数据对应的HDLC协议数据。

根据本发明的一个实施例，所述通道选择器为FPGA或CPLD。

根据本发明的一个实施例，所述通道选择器设置有寄存器，所述寄存器用于储存所述处理器输出的控制指令，所述通道选择器基于所述寄存器存储的控制指令打开对应的链路层通路。

根据本发明的一个实施例，所述通信端口包括485通信端口。

根据本发明的一个实施例，所述通信端口包括20ma电流环。

根据本发明的一个实施例，所述通信端口包括30ma电流环。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于列车串行通信链路层的配置方法，包括，

对接收到的列车通信数据进行处理，并输出对应的控制指令；

基于不同通信协议，生成与处理后的列车通信数据对应的协议数据；

基于所述控制指令，打开与所述协议数据对应的链路层通路；

将所述链路层通路输出的数据发送出去。

根据本发明的一个实施例，基于不同通信协议，生成与处理后的数据对应的协议数据包括：

基于485通信协议，将所述处理器的输出数据生成对应的485协议数据；

基于HDLC通信协议，将所述处理器的输出数据生成对应的HDLC协议数据。

根据本发明的一个实施例，所述控制指令包括：

用于打开允许485协议数据通过的链路层通路的控制指令；

用于打开允许HDLC协议数据通过的链路层通路的控制指令。

本发明的有益效果：

本发明可以根据不同的应用情况，对链路层进行灵活的配置，从而提高单个通信板的复用率，降低成本，并节省装置的空间。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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的附图做简单的介绍：

图1是现有技术中一种基于RS-285自定义协议的分层模型示意图；

图2是根据本发明的第一个实施例的用于列车串行通信链路层的配置装置结构示意图；

图3是根据本发明的第二个实施例的用于列车串行通信链路层的配置装置结构示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的用于列车串行通信链路层的配置方法流程图；以及

图5是根据本发明的一个实施例的用于列车串行通信链路层的配置方法工作流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

如图1所示的现有串行通信单板的链路层与物理层是唯一的，无法灵活的选择串行通信的链路层。因此，本发明提供了一种链路层可灵活配置的装置和方法，用以根据实际情况，在物理层通用的情况下，对不同串行通信通道的链路层进行灵活的配置，从而提高单个串行通信板的复用率，节约成本和布局空间，满足系统小型化的需求。

如图2所示为根据本发明的一个实施例的用于列车串行通信链路层的配置装置结构示意图，以下参考图2来对本发明进行详细说明。

该配置装置包括处理器、协议数据生成器、通道选择器和通信端口。其中，处理器用于对接收到的列车通信数据进行处理，并输出对应的控制指令。协议数据生成器与处理器连接，基于不同通信协议，生成与处理器输出的处理后的列车通信数据对应的协议数据。通道选择器与处理器和协议数据生成器连接，基于处理器输出的控制指令，开启与协议数据生成器输出的协议数据对应的链路层通路。通信端口与通道选择器连接，用于将链路层通路输出的数据发送出去。

在该配置装置工作时，处理器一方面将接收的列车通信数据处理后，输出给协议数据生成器，另一方面还向通道选择器输出控制指令，用于开启与协议数据对应的链路层通路。协议数据生成器内部设置有多个通信协议(例如485通信协议、HDLC通信协议等)，基于不同的通信协议，生成与处理器处理后的列车通信数据对应的协议数据(例如485协议数据、HDLC协议数据等)。在通道选择器中与某一协议数据对应的链路层通路开启时，该协议数据即可以通过该链路层通路到达通信端口。

采用该配置装置，用户可以依据设备通信协议的实际情况，对不同的协议数据配置对应的链路层通道，从而实现链路层的灵活配置，进而在一个通信单板中实现多种协议数据的传输，提高了单板的复用率，节约成本和布局空间，满足系统小型化的需求。

在本发明的一个实施例中，该协议数据生成器包括485控制器和HDLC控制器，其中，485控制器基于485通信协议，生成与处理器的输出数据对应的485协议数据；HDLC控制器基于HDLC通信协议，生成与处理器的输出数据对应的HDLC协议数据。

具体的，如图3所示，485控制器和HDLC控制器接收处理器输出的处理后的列车通信数据。485控制器基于其内置的485通信协议，对列车通信数据进行编码校验等，生成对应的485协议数据。HDLC控制器基于其内置的HDLC通信协议，对列车通信数据进行编码校验等，生成对应的HDLC协议数据。通过设置基于不同通信协议的控制器，可以将相同的列车通信数据生成不同的协议数据，以适应不同的通信条件。当然，此处协议数据生成器中包含的控制器不限于485控制器和HDLC控制器，在串行通信单板允许的情况下，可以设置其他的422控制器、232控制器USB等，来生成对应的协议数据。

在本发明的一个实施例中，该通道选择器为FPGA或CPLD。具体的，利用FPGA或CPLD的逻辑控制功能，实现链路层通道的选择控制，从而使得不同类型的协议数据通过不同的链路层通道传输，以满足不同的通信要求。并且，通过该FPGA或CPLD，建立链路层(链路层通路)与物理层(通信端口)的对应关系。

在本发明的一个实施例中，该通道选择器设置有寄存器，该寄存器用于储存处理器输出的控制指令，通道选择器基于寄存器存储的控制指令打开对应的链路层通路。具体的，该通道选择器设置有用于存储控制指令的寄存器，不同的控制指令对应不同的链路层通路，通道选择器基于寄存器存储的控制指令打开对应的链路层通路。例如，当向寄存器内写入0Xa5数据(或其他值，与HDLC链路层的值互斥)时则代表选择485链路层通路；当往链路层控制寄存器内写入0x5a(或其他值，与485链路层的值互斥)时则代表HDLC通信链路层通路。通过这种方式可以对链路层进行灵活的配置，并且只需要修改配置软件就可实现，无需添加多余的硬件单板，节约成本。

在本发明的一个实施例中，通信端口包括485通信端口。该485通信端口作为ISO参考模型的物理层，可用于发送和接收485协议数据和HDLC协议数据。当然，该通信端口还可以为20ma电流环或30ma电流环，用于发送和接收485协议数据和HDLC协议数据。当然，在单个通信单板空间允许的条件下，通信端口可以设置多个物理层，从而实现多种形式的协议数据通过同一通信端口或不同通信端口发送出去。

采用本发明的配置装置，可以解决不同的串行通信板需要必须使用不同的单板的情况。在物理层通用的情况下，可以根据不同的应用情况，对链路层进行灵活的配置，提高单板的复用率，降低成本，并节省装置的空间。通常情况下，协议数据生成器既可以基于通信协议生成与列车通信数据对应的协议数据，也可以将协议数据解析为原始的列车通信数据，通道选择器可以实现数据的双向通信，因此，本发明的配置装置还可以实现数据的双向通信。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于列车串行通信链路层的配置方法，如图4所示为根据本发明的一个实施例的方法流程图，以下参考图4来对该配置方法进行详细说明。

首先，在步骤S110中，对接收到的列车通信数据进行处理，并输出对应的控制指令。具体的，处理器一方面对接收的列车通信数据进行处理后输出，另一方面还输出控制指令，该控制指令用于开启与协议数据对应的链路层通路。

接下来，在步骤S120中，基于不同通信协议，生成与处理后的列车通信数据对应的协议数据。具体的，通过设置多个通信协议(例如485通信协议、HDLC通信协议等)，基于不同的通信协议，生成与处理器处理后的列车通信数据对应的协议数据(例如485协议数据、HDLC协议数据等)。此处的通信协议不限于485通信协议、HDLC通信协议。

接下来，在步骤S130中，基于输出的控制指令，打开与协议数据对应的链路层通路。具体的，该控制指令与协议数据对应，生成的协议数据与链路层通路一一对应，该控制指令则用于打开与协议数据对应的链路层通路。例如，该控制指令包括用于打开允许485协议数据通过的链路层通路的控制指令和用于打开允许HDLC协议数据通过的链路层通路的控制指令。这两个控制指令不同(即互斥)，对应打开不同的链路层通路。

最后，在步骤S140中，将链路层通路输出的数据发送出去。具体的，在通信端口通用的情况下，建立链路层与通信端口的对应关系，不同通信协议生成的协议数据通过同一个通信端口或对应不同的通信端口发送出去。

如图5所示为对应图3配置装置的工作流程图。如图5所示，处理器发出的控制指令向链路层控制寄存器写入不同的控制指令，其中，0Xa5表示选择485链路层，0X5a表示选择HDLC链路层，通过这两个链路层输出的协议数据均可以通过485通信端口或20ma电流环或30ma电流环发送出去。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于列车串行通信链路层的配置装置，包括：

处理器，用于对接收到的列车通信数据进行处理，并输出对应的控制指令；

协议数据生成器，基于不同通信协议，生成与所述处理器处理后的列车通信数据对应的协议数据；

通道选择器，基于所述处理器输出的控制指令，打开与协议数据对应的链路层通路；

通信端口，用于将所述链路层通路输出的数据发送出去。

2.根据权利要求1所述的配置装置，其特征在于，所述协议数据生成器包括485控制器和HDLC控制器，其中，

所述485控制器基于485通信协议，生成与所述处理器的输出数据对应的485协议数据；

所述HDLC控制器基于HDLC通信协议，生成与所述处理器的输出数据对应的HDLC协议数据。

3.根据权利要求1或2所述的配置装置，其特征在于，所述通道选择器为FPGA或CPLD。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的配置装置，其特征在于，所述通道选择器设置有寄存器，所述寄存器用于储存所述处理器输出的控制指令，所述通道选择器基于所述寄存器存储的控制指令打开对应的链路层通路。

5.根据权利要求4所述的配置装置，其特征在于，所述通信端口包括485通信端口。

6.根据权利要求4或5所述的配置装置，其特征在于，所述通信端口包括20ma电流环。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的配置装置，其特征在于，所述通信端口包括30ma电流环。

8.一种用于列车串行通信链路层的配置方法，包括，

对接收到的列车通信数据进行处理，并输出对应的控制指令；

基于不同通信协议，生成与处理后的列车通信数据对应的协议数据；

基于所述控制指令，打开与所述协议数据对应的链路层通路；

将所述链路层通路输出的数据发送出去。

9.根据权利要求8所述的配置方法，其特征在于，基于不同通信协议，生成与处理后的数据对应的协议数据包括：

基于485通信协议，将所述处理器的输出数据生成对应的485协议数据；

基于HDLC通信协议，将所述处理器的输出数据生成对应的HDLC协议数据。

10.根据权利要求9所述的配置方法，其特征在于，所述控制指令包括：

用于打开允许485协议数据通过的链路层通路的控制指令；

用于打开允许HDLC协议数据通过的链路层通路的控制指令。