CN110750069B - 一种aoi系统的多设备控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AOI系统的多设备控制装置，包括：主控制器和多个协控制器；所述协控制器分别与AOI系统的多个设备连接，所述协控制器具有独立的RAM空间；每个所述协控制器的RAM空间与所述主控制器的地址空间共享。本发明可以支持多种不同类型的设备，成本低廉，控制方式简单。

Description

一种AOI系统的多设备控制装置
技术领域
本发明属于自动光学检测领域，更具体地，涉及一种AOI系统的多设备控制装置。
背景技术
LCD等显示屏被广泛应用在电脑、通讯、消费型电子等行业中。显示屏的制造工艺比较复杂，从而导致显示屏可能存在缺陷，因此需要进行自动光学检测检测，即AOI（Automated Optical Inspection）系统。AOI系统当中，需要控制多种各式各样的硬件类型，传统方式为单采集卡方式，单采集卡连接一种设备，一台电脑一般连接2~3个采集卡。如图1所示，每套台设备需要一台PC和一张pcie 控制卡，一台PC最多能支持3~4个设备。如果需要连接更多的设备，则需要多套台设备，即需要多台PC，多套之间采用路由器相连。
现有的AOI系统的多设备控制中，存在以下问题：首先硬件成本较高，一台PC连接的设备有限，设备较多时需要多台PC；其次控制较为复杂，需要通过路由器进行网络控制。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种AOI系统的多设备控制装置，可以支持多种不同类型的设备，成本低廉，控制方式简单。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种AOI系统的多设备控制装置，包括：主控制器和多个协控制器；所述协控制器分别与AOI系统的多个设备连接，所述协控制器具有独立的RAM空间；每个所述协控制器的RAM空间与所述主控制器的地址空间共享。
优选地，每个所述协控制器的RAM空间与所述主控制器的地址空间通过地址映射的方式实现共享。
优选地，所述主控制器通过所述协控制器的RAM空间中的结构体访问所述协控制器的地址空间。
优选地，所述主控制器用于创建设备抽象类，检测所述主控制器与协控制器间的电路连接关系，根据所述电路连接关系与对应的设备抽象类建立联系，使得所述主控制器使用设备抽象类控制AOI系统的多个设备。
优选地，还包括多端口转发器，所述多端口转发器一端与所述主控制器连接，所述多端口转发器另一端与多个所述协控制器连接，且多个所述协控制器间并联。
优选地，所述协控制器与所述主控制器串联，且多个所述协控制器间串联。
优选地，所述多端口转发器用于接收所述主控制器发送的配置参数及控制命令，控制AOI系统中的电机设备，接收AOI系统中的成像设备采集的图像数据并发送给AOI系统中的GPU模块进行图像数据处理，将处理结果发送给所述主控制器进行输出。
优选地，所述多端口转发器将控制通道和数据通道进行离散控制。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有有益效果：在进行多设备控制时，只需要一个主控制器，就可以支持多种不同类型的设备，成本低廉，控制方式简单，开发维护难度低，扩展性强；不需要采用路由器，完全由一个主控器控制执行，响应速度大大提升；可以更高效地控制多个设备，例如多种相机的图像采集，电机控制，硬件控制等；节省了多个PC间的网络通讯时间，数据传输，高效稳定，效率更高。
附图说明
图1是现有技术中的多设备控制示意图；
图2是本发明实施例提供的基于Hub方案的多设备控制装置示意图；
图3是本发明实施例提供的基于级联方案的多设备控制装置示意图；
图4是本发明实施例提供的主控制器与协控制器内存共享原理示意图；
图5是本发明实施例提供的基于Hub方案的多设备控制装置应用示意图；
图6是本发明实施例提供的基于级联方案的多设备控制装置应用示意图；
图7是本发明实施例提供的主控制器与协控制器内存共享原理示意图；
图8是本发明实施例提供的主控制器与协控制器内存共享软件流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例所提供的一种AOI系统的多设备控制装置，包括：主控制器和多个协控制器；协控制器分别与AOI系统的多个设备连接，所述协控制器具有独立的RAM空间；每个所述协控制器的RAM空间与主控制器的地址空间共享。主控制器可以为PC，协控制器可以为FPGA。通过主控制器和协控制器连接的硬件架构以及主控制器和协控制器间的内存共享，可以实现支持多种不同类型的设备，成本低廉，并且由于不需要经过路由器，完全由一个主控器控制执行，响应速度大大提升。
图2、图3是基于本发明思想的两种不同类型的多设备控制示意图。
图2是本发明实施例提供的基于Hub方案的多设备控制装置示意图。PC作为主控器，连接PC的FPGA作为多路转发器，连接多路转发器的多个FPGA作为协控制器，每一个协控制器都可以连接AOI系统的设备。每个作为协控制器的FPGA当中会有一个控制器（Arm/Microblaze）,每个控制器会有独立的RAM，控制器运行实时操作系统（RTOS），每个作为协控制器的FPGA的RAM当中的部分空间与PC的地址空间共享，实现共享内存。RTOS是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应，调度一切可利用的资源完成实时任务，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。
本发明实施例的主控制器与协控制器内存共享原理如图4所示。每个协控制器的RAM空间与主控制器的地址空间通过地址映射的方式实现共享。具体的是，PCIE Bar0的物理地址与协处理器的共享内存空间地址一一对应， PC会将PCIE Bar0当中的虚拟地址（DevMemory）映射到 PC端主机应用层的虚拟地址。应用层可以通过直接访问此段虚拟地址来访问设备。由于每个设备的共享内存独立连续，可以直接在内存中定义结构体，高效访问控制。
在一个实施例中，作为一种实现方式，在协控制器的RAM空间中定义结构体，主控制器通过协控制器的RAM空间中的结构体访问协控制器的地址空间，从而让数据更方便的传输、增减、修改。
图3是本发明实施例提供的基于级联方案的多设备控制示意图。PC作为主控器，FPGA作为协控制器，多个FPGA间串联。其实现原理和基于Hub方案的多设备控制类似，不再赘述。
基于Hub方案的多设备控制装置的一种应用如图5所示，有一台MainPc 充当总控配置参数，读取图像，显示图像，存储图像，通过PCIE卡控制ImageHub，ImageHub 可以将控制通道和数据通道进行离散控制，通过Imagehub 去控制CmrBox，IoBoard和GPU。CmrBox 去控制相机取像，Ioboard控制电机、电源、继电器等，GPU进行各种检测算法计算。ImageHub接收MainPc发送的配置参数及控制命令，控制电机设备，接收相机等成像设备采集的图像数据并发送给GPU模块进行图像数据处理，将处理结果发送给MainPc进行输出。
基于Hub方案的多设备控制装置中，硬件结构较传统方式，更为简单，灵活性更强，成本更低廉，响应速度更快，此方案可以运用在大尺寸显示屏检测行业。
基于级联方案的多设备控制装置的一种应用如图6所示，设备与设备之间通过光纤互联。需要一台MainPc进行人机交互和设备控制，不同于hub方案，级联方案没有Hub，但是每个设备多了一路光纤，一路光纤与前一个设备相连，一个光纤与后一个设备相连，行成级联。
基于级联方案的多设备控制装置中，硬件结构较传统方式，更为简单，灵活性更强，成本更低廉，响应速度更快，此方案相较于基于Hub的方案，链接的设备数较少，可以运用在小尺寸面板检测行业。
结合图7、8说明主控制器与协控制器内存共享的一种具体实现方法。主控制器首先创建设备抽象类，即在软件层需要抽象出设备类并事先定义；检测主控制器与协控制器间的电路连接关系，根据电路连接关系与对应的设备抽象类建立联系，使得主控制器使用设备抽象类控制AOI系统的多个设备。
具体地，在AOI系统的设备初始化完成后，主控制器会检测设备类型，判断是何种硬件结构，即查看是否存在Hub 设备，如果有hub设备则判断为Hub架构，如果没有Hub设备则判断为级联架构，按照其对应方式与对应的设备抽象类建立联系，构造完成后配置参数，例如相机取像所需要的参数配置，然后触发相机，读取图像，显示图像。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种AOI系统的多设备控制装置，其特征在于，包括：主控制器和多个协控制器；所述协控制器分别与AOI系统的多个设备连接，所述协控制器具有独立的RAM空间；每个所述协控制器的RAM空间与所述主控制器的地址空间共享。
2.如权利要求1所述的一种AOI系统的多设备控制装置，其特征在于，每个所述协控制器的RAM空间与所述主控制器的地址空间通过地址映射的方式实现共享。
3.如权利要求2所述的一种AOI系统的多设备控制装置，其特征在于，所述主控制器通过所述协控制器的RAM空间中的结构体访问所述协控制器的地址空间。
4.如权利要求3所述的一种AOI系统的多设备控制装置，其特征在于，所述主控制器用于创建设备抽象类，检测所述主控制器与协控制器间的电路连接关系，根据所述电路连接关系与对应的设备抽象类建立联系，使得所述主控制器使用设备抽象类控制AOI系统的多个设备。
5.如权利要求1所述的一种AOI系统的多设备控制装置，其特征在于，还包括多端口转发器，所述多端口转发器一端与所述主控制器连接，所述多端口转发器另一端与多个所述协控制器连接，且多个所述协控制器间并联。
6.如权利要求1所述的一种AOI系统的多设备控制装置，其特征在于，所述协控制器与所述主控制器串联，且多个所述协控制器间串联。
7.如权利要求5所述的一种AOI系统的多设备控制装置，其特征在于，所述多端口转发器用于接收所述主控制器发送的配置参数及控制命令，控制AOI系统中的电机设备，接收AOI系统中的成像设备采集的图像数据并发送给AOI系统中的GPU模块进行图像数据处理，将处理结果发送给所述主控制器进行输出。
8.如权利要求7所述的一种AOI系统的多设备控制装置，其特征在于，所述多端口转发器将控制通道和数据通道进行离散控制。
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