CN111324569A - 一种多机通信同步系统、多机通信同步方法及电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多机通信同步系统、多机通信同步方法及电器。该多机通信同步系统包括供电模块和N个处理器，N为大于1的整数，供电模块的输入端连接市电交流电。将每个处理器的一个I/O引脚定义为同步时钟引脚，供电模块的输出端通过过零检测总线分别连接每个处理器的同步时钟引脚；所有处理器的同步时钟引脚同步检测到过零检测总线上电流的电压过零点后，所有处理器以电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步；且每检测到一次电压过零点，所有处理器进行一次时钟同步。本发明使用电网频率信号作为系统时钟基准，所有处理器收发通过一根线即可完成，准确率高且结构简单，能确保多个处理器准确完成时钟同步。
Description
技术领域
本发明涉及多芯片控制领域，更具体地说，涉及一种多机通信同步系统、多机通信同步方法及电器。
背景技术
随着电器设备的小型化、智能化以及功能的模块化，电器设备中使用越来越多的芯片，多芯片协同工作成为一个重要研究课题，特别是多芯片的时钟同步问题，这关系到多芯片的是否能有序通信。目前多机通信的方法主要是监听检测再发送信息到总线，但是这样存在数息碰撞的可能；而时分复用目前普遍需要一个主控制器产生同步时钟，这样占用MCU资源。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多机通信同步系统、多机通信同步方法及电器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多机通信同步系统，包括供电模块和N个处理器，N为大于1的整数，所述供电模块的输入端连接市电交流电，将每个所述处理器的一个I/O引脚定义为同步时钟引脚，所述供电模块的输出端通过过零检测总线分别连接每个所述处理器的同步时钟引脚；
所有所述处理器的同步时钟引脚同步检测到所述过零检测总线上电流的电压过零点后，所有所述处理器以所述电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步；且每检测到一次所述电压过零点，所有所述处理器进行一次时钟同步。
进一步，在本发明所述的多机通信同步系统中，每个所述处理器的至少一个I/O引脚连接至通信总线；
设置所有所述处理器在一个同步周期T内发送信息的工作时隙，并将所述工作时隙保存至每个所述处理器；每个所述处理器按照各自的所述工作时隙发送信息，每个所述处理器根据所述工作时隙识别出接收到信息对应的处理器；其中所述工作时隙包括工作顺序和时隙时长，所述同步周期T指两次时钟同步之间的时间。
进一步，在本发明所述的多机通信同步系统中，所述工作时序中工作顺序为第一的处理器在检测到所述过零检测总线上电流的电压过零点后，通过I/O引脚同步发送信息至所述通信总线。
进一步，在本发明所述的多机通信同步系统中，所述市电交流电的工作频率为50HZ，则所述同步周期T为10ms；或
所述市电交流电的工作频率为60HZ。
进一步，在本发明所述的多机通信同步系统中，每个所述同步周期T分为N个所述工作时隙，每个所述工作时隙的时隙时长为：
同步周期T/N。
另外，本发明还提供一种多机通信同步方法，该方法包括下述步骤：
S1、N个处理器的同步时钟引脚同步检测同一过零检测总线上电流的电压过零点，其中N为大于1的整数；
S2、在检测到所述电压过零点后所有所述处理器以所述电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步；
S3、重复执行所述步骤S1和步骤S2，对所有所述处理器进行周期性时钟同步。
进一步，在本发明所述的多机通信同步方法中，在每次完成所述步骤S2的时钟同步后还包括：
S4、每个所述处理器按照各自的工作时隙发送信息至通信总线，一个所述处理器处于发送状态时，与所述通信总线连接的其他处理器处于接收状态；
其中预先设置所有所述处理器在一个同步周期T内发送信息的工作时隙，并将所述工作时隙保存至每个所述处理器；所述工作时隙包括工作顺序和时隙时长，所述同步周期T指两次时钟同步之间的时间；
S5、所述通信总线中处于接收状态的处理器根据所述工作时隙识别出接收到信息对应的处理器。
进一步，在本发明所述的多机通信同步方法中，所述每个所述处理器按照各自的工作时隙发送信息至通信总线包括：
所述工作时序中工作顺序为第一的处理器在检测到所述过零检测总线上电流的电压过零点后，通过I/O引脚同步发送信息至所述通信总线；
所述通信总线中其他处理器按照所述工作时序发送信息。
进一步，在本发明所述的多机通信同步方法中，所述市电交流电的工作频率为50HZ，则所述同步周期T为10ms；或所述市电交流电的工作频率为60HZ；
每个所述同步周期T分为N个所述工作时隙，每个所述工作时隙的时隙时长为：同步周期T/N。
另外，本发明还提供一种电器，所述电器使用市电交流电作为供电电源，所述电器包括N个处理器，N为大于1的整数；
所述电器包括如上述的多机通信同步系统；或
所述电器使用如上述的多机通信同步方法。
实施本发明的一种多机通信同步系统、多机通信同步方法及电器，具有以下有益效果：本发明使用电网频率信号作为系统时钟基准，所有处理器收发通过一根线即可完成，准确率高且结构简单，能确保多个处理器准确完成时钟同步。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是一实施例提供的一种多机通信同步系统的结构示意图；
图2是一实施例提供的多机通信同步方法的流程图；
图3是一实施例提供的多机通信同步方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
参考图1，本实施例的多机通信同步系统包括供电模块和N个处理器，N为大于1的整数，供电模块的输入端连接市电交流电，将每个处理器的一个I/O引脚定义为同步时钟引脚，供电模块的输出端通过过零检测总线分别连接每个处理器的同步时钟引脚。过零检测总线的电压过零点与市电交流电的过流零点相同，所有处理器的同步时钟引脚同步检测到过零检测总线上电流的电压过零点后，所有处理器以电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步，因所有处理器的同步时钟引脚同时检测到过零检测总线上的电压过零点，则以此时间进行同步必然使得所有处理器的起始时间相同，从而保证时钟的高度准确性。进一步，每检测到一次电压过零点，所有处理器进行一次时钟同步，也就是说，所有处理器以每次检测到电压过零点为时间点进行同步，没间隔一很短的时间就会进行一次同步，这样即使某一处理器某一时刻时钟出现混乱，可以马上进行下一次时钟同步，不会出现长时间时钟混乱的情况。
本实施例使用电网频率信号作为系统时钟基准，所有处理器收发通过一根线即可完成，准确率高且结构简单，能确保多个处理器准确完成时钟同步。
实施例2
参考图1，本实施例的多机通信同步系统包括供电模块和N个处理器，N为大于1的整数，供电模块的输入端连接市电交流电，将每个处理器的一个I/O引脚定义为同步时钟引脚，供电模块的输出端通过过零检测总线分别连接每个处理器的同步时钟引脚。过零检测总线的电压过零点与市电交流电的过流零点相同，所有处理器的同步时钟引脚同步检测到过零检测总线上电流的电压过零点后，所有处理器以电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步，因所有处理器的同步时钟引脚同时检测到过零检测总线上的电压过零点，则以此时间进行同步必然使得所有处理器的起始时间相同，从而保证时钟的高度准确性。进一步，每检测到一次电压过零点，所有处理器进行一次时钟同步，也就是说，所有处理器以每次检测到电压过零点为时间点进行同步，没间隔一很短的时间就会进行一次同步，这样即使某一处理器某一时刻时钟出现混乱，可以马上进行下一次时钟同步，不会出现长时间时钟混乱的情况。
进一步，本实施例的多机通信同步系统中每个处理器的至少一个I/O引脚连接至通信总线。设置所有处理器在一个同步周期T内发送信息的工作时隙，并将工作时隙保存至每个处理器，其中工作时隙包括工作顺序和时隙时长，同步周期T指两次时钟同步之间的时间；工作顺序及每个同步周期T内所有处理器发送信息的先后顺序，例如系统包括5个处理器，则预先设置这5个处理器的工作顺序，处理器按照设置的顺序依次向通信总线发送信息。时隙时长即每个工作时隙的持续时间，例如同步周期T为10ms。作为选择，每个工作时隙的时隙长度相等，例如系统包括5个处理器，同步周期T为10ms，则5个处理平均分配10ms，每个处理器的工作时隙的时隙时长为2ms。
每个处理器按照各自的工作时隙发送信息，每个处理器根据工作时隙识别出接收到信息对应的处理器。当某一处理器在发送信息时，其他处理器则在处于接收状态，在接收信息。进一步，因每个处理器中都存储有所有处理器的工作时隙分配信息，所以每个处理器都知道自己什么时候该发送信息，且知道自己接收的信息来自哪个处理器，从而通过时序方式实现多个处理器的相互通信。
在工作过程中，工作时序中工作顺序为第一的处理器在检测到过零检测总线上电流的电压过零点后，通过I/O引脚同步发送信息至通信总线。
作为选择，在本实施例的多机通信同步系统中市电交流电的工作频率为50HZ，或市电交流电的工作频率为60HZ；当然也可采用其他工作频率的交流电，其他工作频率的交流电也可使用本实施例的多机通信同步系统。
作为选择，本实施例的多机通信同步系统中同步周期T为10ms；当然，也可选择其他同步周期。
作为选择，本实施例的多机通信同步系统中每个同步周期T分为N个工作时隙，每个工作时隙的时隙时长为：同步周期T/N，也就是根据处理器的数量平均分配时隙长度。当然，也可根据不同处理器需求，设置不同时隙长度的时隙，满足每个处理器的信息发送需求。
本实施例使用电网频率信号作为系统时钟基准，所有处理器收发通过一根线即可完成，准确率高且结构简单，能确保多个处理器准确完成时钟同步。另外本实施例在同步完成后进行时序通信，通信效率高。
实施例3
参考图2，本实施例的多机通信同步方法应用于上述实施例的多机通信同步系统中，该方法包括下述步骤：
S1、N个处理器的同步时钟引脚同步检测同一过零检测总线上电流的电压过零点，其中N为大于1的整数。
S2、在检测到电压过零点后所有处理器以电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步。过零检测总线的电压过零点与市电交流电的过流零点相同，所有处理器的同步时钟引脚同步检测到过零检测总线上电流的电压过零点后，所有处理器以电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步，因所有处理器的同步时钟引脚同时检测到过零检测总线上的电压过零点，则以此时间进行同步必然使得所有处理器的起始时间相同，从而保证时钟的高度准确性。
S3、重复执行步骤S1和步骤S2，对所有处理器进行周期性时钟同步。每检测到一次电压过零点，所有处理器进行一次时钟同步，也就是说，所有处理器以每次检测到电压过零点为时间点进行同步，没间隔一很短的时间就会进行一次同步，这样即使某一处理器某一时刻时钟出现混乱，可以马上进行下一次时钟同步，不会出现长时间时钟混乱的情况。
本实施例使用电网频率信号作为系统时钟基准，所有处理器收发通过一根线即可完成，准确率高且结构简单，能确保多个处理器准确完成时钟同步。
实施例4
参考图3，本实施例的多机通信同步方法应用于上述实施例的多机通信同步系统中，该方法包括下述步骤：
S1、N个处理器的同步时钟引脚同步检测同一过零检测总线上电流的电压过零点，其中N为大于1的整数。
S2、在检测到电压过零点后所有处理器以电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步。过零检测总线的电压过零点与市电交流电的过流零点相同，所有处理器的同步时钟引脚同步检测到过零检测总线上电流的电压过零点后，所有处理器以电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步，因所有处理器的同步时钟引脚同时检测到过零检测总线上的电压过零点，则以此时间进行同步必然使得所有处理器的起始时间相同，从而保证时钟的高度准确性。
S4、每个处理器按照各自的工作时隙发送信息至通信总线，一个处理器处于发送状态时，与通信总线连接的其他处理器处于接收状态，其中预先设置所有处理器在一个同步周期T内发送信息的工作时隙，并将工作时隙保存至每个处理器；工作时隙包括工作顺序和时隙时长，同步周期T指两次时钟同步之间的时间。设置所有处理器在一个同步周期T内发送信息的工作时隙，并将工作时隙保存至每个处理器，其中工作时隙包括工作顺序和时隙时长，同步周期T指两次时钟同步之间的时间；工作顺序及每个同步周期T内所有处理器发送信息的先后顺序，例如系统包括5个处理器，则预先设置这5个处理器的工作顺序，处理器按照设置的顺序依次向通信总线发送信息。时隙时长即每个工作时隙的持续时间，例如同步周期T为10ms。作为选择，每个工作时隙的时隙长度相等，例如系统包括5个处理器，同步周期T为10ms，则5个处理平均分配10ms，每个处理器的工作时隙的时隙时长为2ms。
S5、通信总线中处于接收状态的处理器根据工作时隙识别出接收到信息对应的处理器。每个处理器按照各自的工作时隙发送信息，每个处理器根据工作时隙识别出接收到信息对应的处理器。当某一处理器在发送信息时，其他处理器则在处于接收状态，在接收信息。进一步，因每个处理器中都存储有所有处理器的工作时隙分配信息，所以每个处理器都知道自己什么时候该发送信息，且知道自己接收的信息来自哪个处理器，从而通过时序方式实现多个处理器的相互通信。
进一步，在本实施例的多机通信同步方法中，每个处理器按照各自的工作时隙发送信息至通信总线包括：工作时序中工作顺序为第一的处理器在检测到过零检测总线上电流的电压过零点后，通过I/O引脚同步发送信息至通信总线；通信总线中其他处理器按照工作时序发送信息。
作为选择，在本实施例的多机通信同步系统中市电交流电的工作频率为50HZ，或市电交流电的工作频率为60HZ；当然也可采用其他工作频率的交流电，其他工作频率的交流电也可使用本实施例的多机通信同步系统。
作为选择，本实施例的多机通信同步系统中同步周期T为10ms；当然，也可选择其他同步周期。
作为选择，本实施例的多机通信同步系统中每个同步周期T分为N个工作时隙，每个工作时隙的时隙时长为：同步周期T/N，也就是根据处理器的数量平均分配时隙长度。当然，也可根据不同处理器需求，设置不同时隙长度的时隙，满足每个处理器的信息发送需求。
本实施例使用电网频率信号作为系统时钟基准，所有处理器收发通过一根线即可完成，准确率高且结构简单，能确保多个处理器准确完成时钟同步。另外本实施例在同步完成后进行时序通信，通信效率高。
实施例5
本实施例的电器使用市电交流电作为供电电源，电器包括N个处理器，N为大于1的整数，且电器包括如上述实施例的多机通信同步系统。
本实施例的电器使用电网频率信号作为系统时钟基准，所有处理器收发通过一根线即可完成，准确率高且结构简单，能确保多个处理器准确完成时钟同步。另外多个处理器在同步完成后进行时序通信，通信效率高。
实施例6
本实施例的电器使用市电交流电作为供电电源，电器包括N个处理器，N为大于1的整数，且电器使用如上述实施例的多机通信同步方法。
本实施例的电器使用电网频率信号作为系统时钟基准，所有处理器收发通过一根线即可完成，准确率高且结构简单，能确保多个处理器准确完成时钟同步。另外多个处理器在同步完成后进行时序通信，通信效率高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种多机通信同步系统，包括供电模块和N个处理器，N为大于1的整数，所述供电模块的输入端连接市电交流电，其特征在于，将每个所述处理器的一个I/O引脚定义为同步时钟引脚，所述供电模块的输出端通过过零检测总线分别连接每个所述处理器的同步时钟引脚；
所有所述处理器的同步时钟引脚同步检测到所述过零检测总线上电流的电压过零点后，所有所述处理器以所述电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步；且每检测到一次所述电压过零点，所有所述处理器进行一次时钟同步。
2.根据权利要求1所述的多机通信同步系统，其特征在于，每个所述处理器的至少一个I/O引脚连接至通信总线；
设置所有所述处理器在一个同步周期T内发送信息的工作时隙，并将所述工作时隙保存至每个所述处理器；每个所述处理器按照各自的所述工作时隙发送信息，每个所述处理器根据所述工作时隙识别出接收到信息对应的处理器；其中所述工作时隙包括工作顺序和时隙时长，所述同步周期T指两次时钟同步之间的时间。
3.根据权利要求2所述的多机通信同步系统，其特征在于，所述工作时序中工作顺序为第一的处理器在检测到所述过零检测总线上电流的电压过零点后，通过I/O引脚同步发送信息至所述通信总线。
4.根据权利要求2所述的多机通信同步系统，其特征在于，所述市电交流电的工作频率为50HZ，则所述同步周期T为10ms；或
所述市电交流电的工作频率为60HZ。
5.根据权利要求2所述的多机通信同步系统，其特征在于，每个所述同步周期T分为N个所述工作时隙，每个所述工作时隙的时隙时长为：
同步周期T/N。
6.一种多机通信同步方法，其特征在于，包括：
S1、N个处理器的同步时钟引脚同步检测同一过零检测总线上电流的电压过零点，其中N为大于1的整数；
S2、在检测到所述电压过零点后所有所述处理器以所述电压过零点对应的时间为时间起点进行时钟同步；
S3、重复执行所述步骤S1和步骤S2，对所有所述处理器进行周期性时钟同步。
7.根据权利要求6所述的多机通信同步方法，其特征在于，在每次完成所述步骤S2的时钟同步后还包括：
S4、每个所述处理器按照各自的工作时隙发送信息至通信总线，一个所述处理器处于发送状态时，与所述通信总线连接的其他处理器处于接收状态；
其中预先设置所有所述处理器在一个同步周期T内发送信息的工作时隙，并将所述工作时隙保存至每个所述处理器；所述工作时隙包括工作顺序和时隙时长，所述同步周期T指两次时钟同步之间的时间；
S5、所述通信总线中处于接收状态的处理器根据所述工作时隙识别出接收到信息对应的处理器。
8.根据权利要求7所述的多机通信同步方法，其特征在于，所述每个所述处理器按照各自的工作时隙发送信息至通信总线包括：
所述工作时序中工作顺序为第一的处理器在检测到所述过零检测总线上电流的电压过零点后，通过I/O引脚同步发送信息至所述通信总线；
所述通信总线中其他处理器按照所述工作时序发送信息。
9.根据权利要求7所述的多机通信同步方法，其特征在于，所述市电交流电的工作频率为50HZ，则所述同步周期T为10ms；或所述市电交流电的工作频率为60HZ；
每个所述同步周期T分为N个所述工作时隙，每个所述工作时隙的时隙时长为：同步周期T/N。
10.一种电器，所述电器使用市电交流电作为供电电源，其特征在于，所述电器包括N个处理器，N为大于1的整数；
所述电器包括如权利要求1至5任一项所述的多机通信同步系统；或
所述电器使用如权利要求6至9任一项所述的多机通信同步方法。
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