CN113568333B - 数据处理方法、控制系统和设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种数据处理方法、控制系统和设备，其中，该数据处理方法包括：通过管理服务器将待执行任务发送至ARM处理器；所述ARM处理器根据所述待执行任务获取控制流，并将所述控制流发送至FPGA，所述控制流包括至少一条控制指令；所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令，生成动作执行结果并发送至所述ARM处理器。通过本申请，解决了上位机和下位机通信协议复杂的问题，实现了无需上位机和下位机进行通信，通过ARM处理器和FPGA交互，即可处理控制任务的技术效果。

Description

数据处理方法、控制系统和设备

技术领域

本申请涉及工业控制领域，特别是涉及一种数据处理方法、控制系统和设备。

背景技术

工业4.0是当前新一轮时代性产业革命，是国家实力的基石保障，它将为未来的中国制造保驾护航。而当前火热的“互联网+”革命也与工业4.0息息相关。工业4.0的实质是用“互联网+”的思想对数据进行处理，实现数据驱动下的无缝对接。如何打通客户、员工、设备、供应商等在内的企业内外部环境，如何让企业在合适的时间、安全的环境里实现信息的高效沟通和互动，成为企业当前最大的业务挑战。随着供应链全球化、大量定制化、日益严苛的环境及安全法规来袭，制造业唯有通过数字化管理和精益制造等先进的生产管理方式优化工厂底层资源，改善数据采集质量，提高生产透明度与效率，才能在新一轮时代性革命中脱颖而出。

传统工厂的设备都是上位机+下位机模式，上位机是x86架构的Windows系统，下位机是PLC等控制器。上位机负责与用户的交互和云端服务器的对接，下位机负责底层生产设备的控制。由此带来的问题是，下位机编程需要PLC语言，上位机Windows编程需要C#语言，需要网络协议进行交互，存在网络异常，通信协议复杂的问题。

针对相关技术中存在上位机和下位机通信协议复杂的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种数据处理方法、控制系统和设备，以解决相关技术中上位机和下位机通信协议复杂的问题。

第一个方面，在本实施例中提供了一种数据处理方法，包括：

管理服务器将待执行任务发送至ARM处理器；

所述ARM处理器根据所述待执行任务获取控制流，并将所述控制流发送至FPGA，所述控制流包括至少一条控制指令；

所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令，生成动作执行结果并发送至所述ARM处理器。

在其中的一个实施例中，所述管理服务器将待执行任务发送至ARM处理器前包括：配置平台根据执行设备的业务动作信息，生成动作指令以及配置参数，并将所述动作指令以及所述配置参数发送至所述ARM处理器；所述ARM处理器将所述动作指令发送至所述FPGA。

在其中的一个实施例中，所述配置平台根据执行设备的业务动作信息，生成动作指令以及配置参数包括：配置平台根据所述动作指令生成可视化模块，并通过将所述可视化模块进行组合，生成动作执行文件。

在其中的一个实施例中，所述配置平台将所述动作指令以及所述配置参数发送至所述ARM处理器之后包括：所述ARM处理器将所述配置参数转化为数据表并存储。

在其中的一个实施例中，所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令还包括：若所述FPGA在执行控制流期间需要所述ARM处理器协助完成动作，则向所述ARM处理器发起动作指令中断请求。

在其中的一个实施例中，所述FPGA在执行控制流期间需要所述ARM处理器协助完成的动作包括：通过以太网控制执行设备，通过硬件接口控制执行设备以及查询数据库获取参数。

在其中的一个实施例中，所述ARM处理器通过以太网与所述管理服务器以及执行设备连接；所述ARM处理器通过消息队列缓存所述控制流。

在其中的一个实施例中，所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令，生成动作执行结果并发送至所述ARM处理器包括：所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令；所述FPGA将控制流状态返回中断发送至ARM处理器，所述控制流状态返回中断通过改变寄存器的对应数值通知所述ARM处理器动作执行结果。

第二个方面，在本实施例中提供了一种控制系统，包括服务器、ARM处理器、FPGA以及执行设备；所述服务器用于配置执行任务；所述ARM处理器和所述FPGA用于根据所述执行任务协同控制所述执行设备；所述执行设备用于执行业务动作；所述ARM处理器和所述FPGA还用于执行如第一个方面所述的数据处理方法。

第三个方面，在本实施例中提供了一种嵌入式控制设备，所述控制设备包括控制板、第一网口以及第二网口，所述控制板包括可交互的ARM处理器和FPGA；所述第一网口用于通过以太网与执行设备连接；所述第二网口通过以太网与服务器连接；所述控制板还用于执行上述第一个方面所述的数据处理方法。

与相关技术相比，在本实施例中提供的数据处理方法，通过管理服务器将待执行任务发送至ARM处理器；所述ARM处理器根据所述待执行任务获取控制流，并将所述控制流发送至FPGA，所述控制流包括至少一条控制指令；所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令，生成动作执行结果并发送至所述ARM处理器，解决了上位机和下位机通信协议复杂的问题，实现了无需上位机和下位机进行通信，通过ARM处理器和FPGA交互，即可处理控制任务的技术效果。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实施例的数据处理方法的流程图。

图2是本实施例ARM端的设计和功能示意图。

图3是本实施例的控制系统的结构示意图。

图4是本实施例的以太网组网示意图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

嵌入式是近年来日渐普及的电子技术，因其功耗低、处理能力强，在工控领域发挥越来越大的作用，其中ARM处理器一般均采用RISC(精简指令集计算机)结构，其资源丰富，运算速度快，其可移植操作系统。随着FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)嵌入式处理器等技术的不断更新，数据传输技术得到空前的发展，人们开始摆脱传统的单片机数据传输速度比较低的状态，开始研究以嵌入式和FPGA相结合的数据传输方法、同时使用ARM处理器与FPGA的嵌入式系统结合了两者的优点，使其在通信、网络、多媒体以及航空等各个领域的应用越来越广泛。

在本实施例中提供了一种数据处理方法，图1是本实施例的数据处理方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S101，管理服务器将待执行任务发送至ARM处理器。

管理服务器主要包括文件业务FTP服务器和消息业务KAFKA服务器两大类，优选的，管理服务器至少包括：FILS文件管理服务器、IFMS智能数字工厂管理系统、VF仿真监控服务器、ILMS智能物流管理服务器以及AI超算服务器。管理服务器通过管理网交换机以及管理客户端通过以太网与ARM处理器连接。优选的，管理服务器还可部署在云平台上。管理服务器通过有线网络或无线网络通讯的形式与ARM处理器进行通讯，将待执行任务发送至ARM处理器。ARM处理器采用RISC(精简指令集计算机)，由于其大量使用寄存器，大多数的数据操作都在寄存器中完成，因此指令执行速度更快，并且还具有寻址方式灵活简单，执行效率高的优点。

在其中的一个实施例中，所述管理服务器将待执行任务发送至ARM处理器前包括：配置平台根据执行设备的业务动作信息，生成动作指令以及配置参数，并将所述动作指令以及所述配置参数发送至所述ARM处理器；所述ARM处理器将所述动作指令发送至所述FPGA。具体的，业务动作信息是指执行设备在运行过程中执行的动作，根据这些动作生成动作指令和配置参数。以执行设备为仓储系统中的可移动小车为例，其可执行的业务动作可以是左转、右转、前进、后退、停止、定位、顶升以及充电等动作。基于这些业务动作，在配置平台通过编程软件进行编程，得到控制设备执行该动作的动作指令和配置参数。配置平台通过以太网与ARM处理器连接，配置平台将控制方案的配置参数和BIT文件下发给ARM，ARM将配置参数转化为数据表，将BIT文件更新进FPGA。BIT文件即后缀为.bit的文件，为FPGA编程比特流文件。

在其中的一个实施例中，所述配置平台根据执行设备的业务动作信息，生成动作指令以及配置参数包括：配置平台根据所述动作指令生成可视化模块，并通过将所述可视化模块进行组合，生成动作执行文件。具体的，动作执行文件即控制方案。由于在配置平台根据动作指令生成了可视化模块，因此在配置平台通过对这些可视化模块进行拖拽组合，生成的框图即是控制方案。基于本实施例中的控制方案设计方法，在实际生产应用中，可以通过数据包括配置智能工厂的工艺步骤，配置方法灵活方便，在配置时无需修改底层代码，这有由于用户只需对可视化模块的组合方式进行更改即可，可以直接交付现场实施人员进行配置操作，大大提高了项目的交付率。并且，现有技术中，下位机PLC编程无法复用代码。随着项目的不同必须重新开发，这就导致了项目维护的工作量增加。而基于本实施例中的控制方案生成方法，基于编程语言直接将业务动作做成组件，每个项目的不同指示多个组件的不同组合，用数据库配置组件关系，可以复用代码，使得开发的工作量极大减少。对于组件的编程语言，可以是C语言等，本申请对此不作限定。在其中的一个实施例中，所述配置平台将所述动作指令以及所述配置参数发送至所述ARM处理器之后包括：所述ARM处理器将所述配置参数转化为数据表并存储。

步骤S102，所述ARM处理器根据所述待执行任务获取控制流，并将所述控制流发送至FPGA，所述控制流包括至少一条控制指令。

具体的，ARM处理器将待执行任务解析成控制流，该控制流为一串可以被FPGA执行的实时控制动作。根据协议配置对应的PL寄存器。ARM处理器通过配置PL寄存器向FPGA传递控制流以及和待执行任务对应的任务参数。该任务参数即配置参数。

需要说明的是，PL(Programmable Logic)寄存器指的是FPGA的寄存器，在本实施例中，PL寄存器包括PL参数寄存器和PL状态寄存器，PL参数寄存器用于参数交互，PL状态寄存器用于任务的下发和接收。例如，ARM往PL控制流状态寄存器里写入开始标志，FPGA即可捕捉该寄存器的值的变化并执行该控制流，不同控制流对应着不同的PL控制流状态寄存器。如果任务伴随参数，ARM可将参数写入PL参数寄存器，并把该PL参数寄存器对应的协议编号写入PL协议寄存器，FPGA即可根据协议编号访问PL参数寄存器获取任务参数。

步骤S103，所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令，生成动作执行结果并发送至所述ARM处理器。

具体的，FPGA根据控制流执行与待执行任务对应的动作指令，执行完成后，FPGA向ARM处理器返回动作执行结果的相关数据的过程包括：FPGA将该数据写入PL参数寄存器；FPGA向ARM发起中断；ARM根据中断指令访问PL参数寄存器，获取数据。中断指令被FPGA提前写入PL中断寄存器中，ARM处理器中的中断控制器通过读取PL中断寄存器获取中断指令。该中断指令包括协议编号，协议编号和PL参数寄存器是一一对应的，ARM根据协议编号获取PL参数寄存器的地址，即可访问该PL参数寄存器并读取其中的数据。PL参数寄存器、PL状态寄存器、PL协议寄存器等，是自定义并根据功能命名的，不同控制流和动作都对应着各自的PL状态寄存器和PL参数寄存器，ARM处理器和FPGA通过访问寄存器可得知当前的任务信息。

本申请实施例提供的数据处理方法，ARM处理器和FPGA通过中断控制和寄存器访问进行数据交互，ARM处理器可直接配置FPGA的寄存器来发送任务，ARM处理器和FPGA根据协议访问FPGA的寄存器进行参数交互，协议编号和寄存器是一一对应的，只要告诉ARM处理器或FPGA对应的协议编号，就可以访问该协议编号对应的寄存器，获取对应的数据。通过这种方法，FPGA无需对ARM处理器发来的数据进行解析，从而节省了FPGA的计算资源，简化了程序设计逻辑，解决了FPGA资源消耗大、FPGA端程序复杂的问题，实现了信息交互安全高效，协议简单的技术效果。此外，该交互方法分工明确，可以发挥出ARM处理器和FPGA各自的特长；ARM处理器擅长业务交互，FPGA善于实时控制。并且，本技术方案采用中断和寄存器的交互方式，安全地触发中断，读取寄存器，避免了丢数据的情况发生。

在其中的一个实施例中，在获取动作执行结果之后，包括：ARM处理器根据动作执行结果构造控制流任务编号，并将该控制流任务编号报告给管理服务器；ARM处理器通过向PL控制流状态寄存器中赋值，通知FPGA控制流处理结束。

在其中的一个实施例中，所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令还包括：若所述FPGA在执行控制流期间需要所述ARM处理器协助完成动作，则向所述ARM处理器发起动作指令中断请求。具体的，在FPGA执行的动作需要ARM处理器协助执行时，FPGA向ARM处理器发起中断，该中断的类型为动作中断；ARM处理器接收并处理该动作中断；ARM处理器向PL组件状态寄存器赋值，通知FPGA中断处理结束，然后FPGA继续处理下一个动作。本实施例中提供了FPGA在执行需要ARM处理器协助的动作时与ARM处理器的交互方法，基于该方法，本领域技术人员可以设计FPGA执行需要ARM协助的复杂任务。此外，基于该方法还可以通知ARM当前FPGA正在执行的动作，可用于实现虚拟仿真同步模拟。

在其中的一个实施例中，所述FPGA在执行控制流期间需要所述ARM处理器协助完成的动作包括：通过以太网控制执行设备，通过硬件接口控制执行设备以及查询数据库获取参数。执行设备为该控制系统中执行业务动作的设备，如机器人、机床和物流小车等。硬件接口包括DI、DO以及CAN总线等。数据库包括SQL数据库等。

在其中的一个实施例中，所述ARM处理器通过以太网与所述管理服务器以及执行设备连接；所述ARM处理器通过消息队列缓存所述控制流。

在其中的一个实施例中，所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令，生成动作执行结果并发送至所述ARM处理器包括：所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令；所述FPGA将控制流状态返回中断发送至ARM处理器，所述控制流状态返回中断通过改变寄存器的对应数值通知所述ARM处理器动作执行结果。

在其中的一个实施例中，提供了一种数据处理方法，图2是本实施例ARM端的设计和功能示意图，如图2所示，ARM端程序包括业务解析模块，其功能包括：

1)任务信息的解析和转发，包括将来自服务器的任务转发给FPGA执行：解析处理来自管理服务器和配置平台的任务信息，根据后的信息配置对应的FPGA的寄存器将任务转发给FPGA，具体地，ARM处理器通过写入PL状态寄存器和PL参数寄存器来告知FPGA执行的任务和对应的任务参数；还包括将FPGA的执行结果转发给管理服务器：ARM处理器读取FPGA写入PL参数寄存器中的执行结果，根据执行结果生成控制流任务编号，并把执行结果和控制流任务编号报告给管理服务器。

2)协助FPGA执行任务，例如通过以太网控制执行设备、通过硬件接口控制执行设备以及查询数据库获取参数。

如图2所示，本技术方案还涉及ARM处理器的中断控制器。ARM处理器的中断控制器用于读取PL中断控制器中的中断指令，所述中断指令可以设计成如下形式：中断类型+协议编号+空白指令。例如，中断类型4位+协议编号12位+空白指令16位。也可以设计成其他形式，包含其他信息。ARM处理器和FPGA在一次执行来自管理服务器的任务中的具体交互过程包括：ARM处理器接收来自管理服务器的任务并将其解析成控制流；ARM处理器往FPGA控制流执行寄存器里写入开始标志，通知FPGA执行，若任务伴随有任务参数，ARM处理器将该任务参数写入PL参数寄存器，控制流任务的传递途径为：管理服务器->ARM处理器->FPGA；控制流执行结束后，FPGA给ARM处理器发送控制流状态返回中断，通知ARM处理器控制流执行结束，若FPGA有返回执行出参，FPGA将执行出参写入控制流返回参数寄存器，写入后给ARM处理器发送中断；ARM处理器获取到中断指令，将控制流执行结果和控制流任务编号报告给管理服务器；在汇报结束后，ARM处理器往控制流状态寄存器写入“执行完成--0”，通知FPGA控制流处理结束。

通过上述步骤，本申请提供了一种数据处理方法，针对控制系统进行了改进，使得该系统既能直接与云端的服务器对接，又能直接控制具体的生产制造设备，将传统的上位机+下位机融合在了一起。该控制系统可应用于智能工厂，以实现控制方案更新，产品加工配送，数据监控以及上传服务器等功能。嵌入式控制板由ARM+FPGA异构组成：ARM处理器主要负责消息的传递，FPGA主要负责消息的执行，解决了相关技术中下位机PLC编程需要PLC语言，上位机Windows编程需要C#语言，需要网络协议进行交互，存在网络异常，通讯协议复杂的问题，通过ARM处理器和FPGA进行交互，ARM处理器基于以太网与云端服务器以及执行设备进行交互的架构，实现了访问共享内存，数据处理高效安全，交互协议简单快速的效果。另外，传统的下位机PLC编程无法复用代码，随着项目的不同必须重新开发，这样同时也导致了项目维护的工作量增加，而控制板基于编程代码将每个业务动作做成对应的组件，每个项目的不同只是多个组件的不同组合，通过数据库和配置平台配置组件关系，可以实现代码复用的技术效果，提高了项目开发效率，减少了开发人员的工作量。并且，通过数据库配置智能工厂的工艺步骤，灵活方便，无需修改代码，可以直接交付给现场实施人员进行配置操作，极大提高了项目的交付率。

需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在本实施例中还提供了一种控制系统，包括服务器、ARM处理器、FPGA以及执行设备，所述服务器用于配置执行任务；所述ARM处理器和所述FPGA用于根据所述执行任务协同控制所述执行设备；所述执行设备用于执行业务动作；所述ARM处理器和所述FPGA还用于执行上述任一实施例所述的数据处理方法。

该控制系统还包括配置平台，配置平台根据执行设备的业务动作信息，生成动作指令以及配置参数，并将动作指令以及配置参数发送至ARM处理器；ARM处理器将动作指令发送至FPGA。该配置平台还用于根据动作指令生成可视化模块，并通过可视化模块进行组合，生成动作执行文件。

ARM处理器还用于在配置平台将动作指令以及配置参数发送至ARM处理器之后，将配置参数转化为数据表并存储。

若FPGA在执行控制流期间需要ARM处理器协助完成动作，则向ARM处理器发起动作指令中断请求，ARM处理器协助完成的动作包括通过以太网控制执行设备，通过硬件接口控制执行设备以及查询数据库获取参数。ARM处理器通过消息队列缓存控制流。

FPGA还用于根据控制流执行与待执行任务对应的动作指令；FPGA将控制流状态返回中断发送至ARM处理器，控制流状态返回中断通过改变寄存器的对应数据通知ARM处理器动作执行结果。

在其中的一个实施例中，图3是本实施例的控制系统的结构示意图。如图3所示，该控制系统包括信息互联网、设备物联网、设备控制网、ARM处理器、FPGA以及FPGA控制区。ARM处理器通过以太网与信息互联网、设备物联网以及设备控制网连接。连接方式可以是有线连接方式，也可以是无线网络连接方式，本实施例对此不作限定。ARM处理器还可以通过USB接口与可移动存储设备进行交互。信息互联网部分主要包括管理服务器，用于处理文件业务和消息业务，例如：FILS文件管理服务器、IFMS智能数字工厂管理系统、VF仿真监控服务器、ILMS智能物流管理服务器以及AI超算服务器。这些服务器通过管理网交换机以及客户端与ARM处理器进行交互。设备物联网部分包括机器人、感知相机业务设备、设备管理系统、配置平台以及中转服务器等，设备物联网通过设备网交换机以及服务端将需要传递的文件和消息与ARM处理器进行交互。设备控制网部分包括蜂鸣器、传感器、RS485设备、RS232设备以及CAN设备等。其中，蜂鸣器通过DO接口与ARM处理器连接，进行数据写入；传感器通过DI接口与ARM处理器连接，进行数据读取；RS485设备通过RS485接口与ARM处理器连接；RS232设备通过RS232接口与ARM处理器连接；CAN设备通过CAN接口与ARM处理器连接。ARM处理器还包括业务解析模块，业务解析模块与MYSQL数据库通讯，通过消息队列进行数据缓存；业务解析模块通过消息队列缓存和信息互联网和设备互联网的以太网通讯交互的数据；业务解析模块还通过驱动处理模块与各个硬件接口连接，通过FPGA指令处理模块与ARM中断控制器连接。该业务解析模块包括固态盘以及FLASH功能区，FPGA中包括驱动函数、行为函数、算法函数以及结构函数；还包括PL中断寄存器、PL状态寄存器以及PL参数寄存器。FPGA控制区包括：电磁阀、数字传感器、模拟量执行器、模拟量传感器、伺服电机以及步进电机，FPGA控制区通过硬件接口与FPGA连接，这些硬件接口包括：DO、DI、AO、AI以及AMS总线接口。

在本实施例中还提供了一种嵌入式控制设备，该控制设备包括控制板、第一网口以及第二网口，控制板包括可交互的ARM处理器和FPGA；第一网口用于通过以太网与执行设备连接；第二网口通过以太网与服务器连接；控制板还用于执行上述任一实施例所述的数据处理方法。具体的，嵌入式设备有两个网口，第一网口为内网网口，第二网口为外网网口。机器人等执行机构接入内网网口，管理服务器、配置服务器，仿真服务器等接入外网网口。图4是本实施例的以太网组网示意图，如图4所示，该控制设备包括业务解析模块，通过以太网与信息互联网以及设备物联网连接，连接方式可以通过交换机或wifi，本实施例对此不作限定。信息互联网即外网，包括配置服务器和管理服务器；设备物联网即内网，包括执行设备如机床和机器人等，该执行设备还可以包括打标机、感知相机等，本实施例对此不作限定。以太网通信建立连接之后，由于存在大量的数据处理，而且要求准确高效，因此数据的收发必须是异步执行，由此引入了消息队列用于缓存数据，以太网接收的数据插入接收消息队列由解密模块进行处理，处理完成的数据插入发送消息队列，通过以太网发送给对应执行设备。FPGA处理模块用于与FPGA交互的信息进行处理，硬件外设处理模块用于与执行设备进行交互。例如处理执行设备的动作指令。优选的，可以使硬件外设处理模块与设备物联网进行通信，实现动作指令的快速传递。此外，该控制板还具备硬件集成度高的优点，该控制板自带常用的各种硬件接口，如DI、DO、RS485、RS232和CAN等。不需要上位机和下位机，一块控制板即可实现所有的数据处理功能，减小了接线的复杂度，同时也减少了占地面积。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种数据处理方法，其特征在于，所述数据处理方法应用于嵌入式控制设备，所述嵌入式控制设备包括：包括控制板、第一网口以及第二网口；所述控制板包括可交互的ARM处理器和FPGA；所述第一网口用于通过以太网与执行设备连接；所述第二网口通过以太网与服务器连接；所述数据处理方法包括：

管理服务器将待执行任务发送至ARM处理器；

所述ARM处理器根据所述待执行任务获取控制流，并将所述控制流发送至FPGA，所述控制流包括至少一条控制指令；

所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令；

所述FPGA将控制流状态返回中断发送至ARM处理器，所述控制流状态返回中断通过改变寄存器的对应数值通知所述ARM处理器动作执行结果；

所述ARM处理器根据所述动作执行结果构造控制流任务编号，并将所述控制流任务编号报告给所述管理服务器；所述ARM处理器通过向PL控制流状态寄存器中赋值，通知所述FPGA控制流处理结束；

所述管理服务器将待执行任务发送至ARM处理器前包括：配置平台根据执行设备的业务动作信息，生成动作指令以及配置参数，并将所述动作指令以及所述配置参数发送至所述ARM处理器；所述ARM处理器将所述动作指令发送至所述FPGA；

所述配置平台根据执行设备的业务动作信息，生成动作指令以及配置参数包括：配置平台根据所述动作指令生成可视化模块，并通过将所述可视化模块进行组合，生成动作执行文件；

所述FPGA根据所述控制流执行与所述待执行任务对应的动作指令还包括：

若所述FPGA在执行控制流期间需要所述ARM处理器协助完成动作，则向所述ARM处理器发起动作指令中断请求；所述协助完成动作包括：通过以太网控制执行设备、通过硬件接口控制执行设备以及查询数据库获取参数。

2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述配置平台将所述动作指令以及所述配置参数发送至所述ARM处理器之后包括：

所述ARM处理器将所述配置参数转化为数据表并存储。

3.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述FPGA在执行控制流期间需要所述ARM处理器协助完成的动作包括：

通过以太网控制执行设备，通过硬件接口控制执行设备以及查询数据库获取参数。

4.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述ARM处理器通过以太网与所述管理服务器以及执行设备连接；

所述ARM处理器通过消息队列缓存所述控制流。

5.一种控制系统，包括服务器、ARM处理器、FPGA以及执行设备，其特征在于：

所述服务器用于配置执行任务；

所述ARM处理器和所述FPGA用于根据所述执行任务协同控制所述执行设备；

所述执行设备用于执行业务动作；

所述ARM处理器和所述FPGA还用于执行如权利要求1-4任一项所述的数据处理方法；

所述控制系统还包括配置平台，所述配置平台用于根据执行设备的业务动作信息，生成动作指令以及配置参数，并将所述动作指令以及所述配置参数发送至所述ARM处理器；所述ARM处理器将所述动作指令发送至所述FPGA；

所述配置平台还用于根据所述动作指令生成可视化模块，并通过将所述可视化模块进行组合，生成动作执行文件。

6.一种嵌入式控制设备，所述控制设备包括控制板、第一网口以及第二网口，其特征在于：

所述控制板包括可交互的ARM处理器和FPGA；

所述第一网口用于通过以太网与执行设备连接；

所述第二网口通过以太网与服务器连接；

所述控制板还用于执行如权利要求1-4任一项所述的数据处理方法。