CN110221554A - 一种基于fpga的并串多路应用系统 - Google Patents

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赵健
戴旺
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的并串多路应用系统，涉及用于智能零售终端，该结构包括模式选择信号DSP，FPGA，网络模块和串口芯片。所述的模式选择信号DSP主要用来接收并输出用户所选择的模式类型。所述的FPGA主要用来根据DSP发来的模式信号类型，调用存储于EEPROM中的对应的应用脉冲序列。所述的串口芯片一方面将应用脉冲序列发送到负载上，另一方面也会收集负载情况返回FPGA，经网络模块进行上传运控中心。该应用系统可以用在智能零售终端内的基于同步/异步的负载驱动与信息收集，本方法是一种占用处理器地址空间和中断资源少，可靠性高，便于移植的多串口扩展驱动方法。

Description

一种基于FPGA的并串多路应用系统
技术领域
本发明公开了一种基于FPGA的并串多路应用系统，涉及用于智能零售终端。
背景技术
随着生活节奏的加快，快餐成为了人们日常生活中必不可少的部分。快餐业的发展是由社会进步和经济发展决定的，是人民生活水＝平提高与生活方式改善的迫切需要，是人们其为适应社会经济建设，工作与生活节奏加快，家庭服务和单位后勤服务走向社会化的必然产物。快餐业是一个重要的生活环境和投资环境的产业；是国民经济发展和餐饮业发展新的增长点；是传统餐饮走向现代餐饮的突破口和先行军；是人们休闲消费、旅游消费、购物消费等消费的重要组成部分；是国家扩大内需、吸纳社会就业和扩大再就业的重要渠道；是中国发展外向型经济和与国际餐饮市场对接的生力军。
然而，快餐业的爆发式发展带来的食品卫生问题，一直困扰着经营者和管理者。比如片状固态食品的存取。传统方式中的纯手工存取必然会带来食品安全和效率低下等问题。而且对于相对封闭的全自动工作环境，传统方法更是不可行的。智能零售终端的出现，可以有效解决这些问题。然而分布式智能零售终端的应用系统的设计，关系到整个系统运行的稳定性和安全性，是整个产业的核心部件，具有很高的技术门栏。
发明内容
技术问题：为了解决上述问题。本发明公开了一种基于FPGA的并串多路应用系统。
技术方案：公开了一种基于FPGA的并串多路应用系统，涉及用于智能零售终端，该结构包括模式选择信号DSP，FPGA，网络模块和串口芯片。
所述的模式选择信号DSP，主要通过意图采集模块接收用户所选择的模式类型，并将模式类型转换成信号编码传给FPGA。
所述的FPGA包括配置程序存储模块PROM，读取EEPROM模块，EEPROM纠错及重置模块，数据配置模块，通用同步串口模块，通用异步串口模块，报警及系统锁死模块，库存清点模块和数据上传模块。主要用来根据DSP发来的模式信号类型，调用存储于EEPROM中的对应的应用脉冲序列，按照规则协议，通过通用同步串口模块和通用异步串口模块，输出给指定的串口芯片接口。
所述的串口芯片，主要用来接收来自FPGA的序列脉冲信号，然后发送到负载，驱动其工作。并且会搜集负载信息，通过FPGA和网络模块上传云控中心。
所述的网络模块与FPGA是双向数据交换，用来建立运控中心与终端单元的网络连接。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的模式选择信号DSP将操作系统所提供给用户的操作清单转换成对应的数字型模式信或者脉冲信号。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的EEPROM模块为内置于FPGA的存储器，其内部存储了FPGA所有的工程文件。当配置程序存储模块PROM接收到来自DSP的信号指令，可以从EEPROM模块调用响应的工程文件。该工程文件一般为串行和并行共存的多线程驱动脉冲。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的EEPROM纠错及重置模块，主要功能是防止系统过载或者读取工程错误。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的通用同步串口模块和通用异步串口模块，其通过内置于FPGA的时钟芯片同步。通用同步串口模块的输出主要针对库存模块和报警模块，便于驱动相应负载工作的同时，需要实时传回监控数据。通用异步串口模块的输出主要针对简单的机械负载，传回数据有限。这样做的目的是提升数据传输效率。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的报警及系统锁死模块，主要针对系统故障预警，上传云控中心，提醒运营人员维护。同时进行本地断电锁死，防止设备出现火灾等重大安全事故。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的库存清点模块主要基于安装于负载中的传感器，实时通过串口芯片传回的数据进行分析并上传运控中心，及时完成补给。
有益效果：本发明具有以下益处：
1.采用多串口拓展及通用同步串口模块和通用异步串口模块相结合，对于多负载系统的驱动信号输入和监控信号的回传，非常实用且大大降低了网络通信的丢包率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中需要使用原始的附图作简单地介绍。
图1为本发明的整体结构俯视图示意图；
图2为发明芯片配置图；
图3为时钟脉冲信号。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1显示了该发明示意图，包括模式选择信号DSP，FPGA，网络模块和串口芯片。
所述的模式选择信号DSP，主要通过意图采集模块接收用户所选择的模式类型，并将模式类型转换成信号编码传给FPGA。
所述的FPGA包括配置程序存储模块PROM，读取EEPROM模块，EEPROM纠错及重置模块，数据配置模块，通用同步串口模块，通用异步串口模块，报警及系统锁死模块，库存清点模块和数据上传模块。主要用来根据DSP发来的模式信号类型，调用存储于EEPROM中的对应的应用脉冲序列，按照规则协议，通过通用同步串口模块和通用异步串口模块，输出给指定的串口芯片接口。
所述的串口芯片，主要用来接收来自FPGA的序列脉冲信号，然后发送到负载，驱动其工作。并且会搜集负载信息，通过FPGA和网络模块上传云控中心。
所述的网络模块与FPGA是双向数据交换，用来建立运控中心与终端单元的网络连接。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的模式选择信号DSP将操作系统所提供给用户的操作清单转换成对应的数字型模式信或者脉冲信号。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的EEPROM模块为内置于FPGA的存储器，其内部存储了FPGA所有的工程文件。当配置程序存储模块PROM接收到来自DSP的信号指令，可以从EEPROM模块调用响应的工程文件。该工程文件一般为串行和并行共存的多线程驱动脉冲。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的EEPROM纠错及重置模块，主要功能是防止系统过载或者读取工程错误。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的通用同步串口模块和通用异步串口模块，其通过内置于FPGA的时钟芯片同步。通用同步串口模块的输出主要针对库存模块和报警模块，便于驱动相应负载工作的同时，需要实时传回监控数据。通用异步串口模块的输出主要针对简单的机械负载，传回数据有限。这样做的目的是提升数据传输效率。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的报警及系统锁死模块，主要针对系统故障预警，上传云控中心，提醒运营人员维护。同时进行本地断电锁死，防止设备出现火灾等重大安全事故。
所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的库存清点模块主要基于安装于负载中的传感器，实时通过串口芯片传回的数据进行分析并上传运控中心，及时完成补给。
如图2所示，采用的DSP与FPGA结合，通过多TL16C554A芯片进行串口拓展。因为常用的串口芯片往往只有四个串口。拓展串口的方法由很多中，其中模拟串口拓展是常用的方式，但是该方法系统比较复杂，且对系统稳定性要求高。本发明采用多TL16C554A芯片，基于FPGA中的EEPROM信号，如图3所示，进行分负载类型的串口拓展。可以在只有一块DSP和一块FPGA版的情况下，串行和并行同时双线驱动多负载工作。

Claims (7)

1.一种基于FPGA的并串多路应用系统，涉及用于智能零售终端，该结构包括模式选择信号DSP，FPGA，网络模块和串口芯片；
所述的模式选择信号DSP，主要通过意图采集模块接收用户所选择的模式类型，并将模式类型转换成信号编码传给FPGA；
所述的FPGA包括配置程序存储模块PROM，读取EEPROM模块，EEPROM纠错及重置模块，数据配置模块，通用同步串口模块，通用异步串口模块，报警及系统锁死模块，库存清点模块和数据上传模块；主要用来根据DSP发来的模式信号类型，调用存储于EEPROM中的对应的应用脉冲序列，按照规则协议，通过通用同步串口模块和通用异步串口模块，输出给指定的串口芯片接口；
所述的串口芯片，主要用来接收来自FPGA的序列脉冲信号，然后发送到负载，驱动其工作；并且会搜集负载信息，通过FPGA和网络模块上传云控中心；
所述的网络模块与FPGA是双向数据交换，用来建立运控中心与终端单元的网络连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的模式选择信号DSP将操作系统所提供给用户的操作清单转换成对应的数字型模式信或者脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的EEPROM模块为内置于FPGA的存储器，其内部存储了FPGA所有的工程文件；当配置程序存储模块PROM接收到来自DSP的信号指令，可以从EEPROM模块调用响应的工程文件；该工程文件一般为串行和并行共存的多线程驱动脉冲。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的EEPROM纠错及重置模块，主要功能是当系统过载或者读取工程错误时，需要重新加载。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的通用同步串口模块和通用异步串口模块，其通过内置于FPGA的时钟芯片同步；通用同步串口模块的输出主要针对库存模块和报警模块，便于驱动相应负载工作的同时，需要实时传回监控数据；通用异步串口模块的输出主要针对简单的机械负载，传回数据有限。
6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的报警及系统锁死模块，主要针对系统故障进行预警，并上传云控中心，提醒运营人员维护；同时进行本地断电锁死，防止设备出现火灾重大安全事故。
7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的并串多路应用系统，其特征在于：所述的库存清点模块主要基于安装于负载中的传感器，实时通过串口芯片传回的数据进行分析并上传运控中心，及时完成补给。
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