CN115694738A

CN115694738A - 串行报错通信系统和方法

Info

Publication number: CN115694738A
Application number: CN202211350360.5A
Authority: CN
Inventors: 徐悦; 袁再松
Original assignee: Shanghai Rhenium Information Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Rhenium Information Technology Co ltd
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2023-02-03
Anticipated expiration: 2042-10-31
Also published as: CN115694738B

Abstract

本申请公开了一种串行报错通信系统和方法，系统包括驱动器用于同步地传输时钟信号数据和串行数据，所述串行数据包括数据主体以及附加至所述数据主体上的报错数据帧，所述报错数据帧包括用于标记不同错误类型的多个报错位点；控制器用于接收所述驱动器传输的时钟信号数据和串行数据，且控制器基于所述时钟信号数据和所述串行数据识别出当前错误类型。本申请通过同步传输时钟信号数据和串行数据，串行数据包括报错数据帧，报错数据帧包括用于标记不同错位类型的多个报错位点，能够将具体报错类型传输给控制器，便于使用者通过控制器直接读取具体错位类型，解决了现有技术中使用者读取具体错误信息不便利的问题。

Description

串行报错通信系统和方法

技术领域

本申请属于通信技术领域，具体涉及一种串行报错通信系统和方法。

背景技术

现有伺服驱动器的报错方法，尤其是PWM驱动器，是在驱动器与控制单元连接的接口中采用一对差分信号线FLT传递驱动器是否报错。一般为高电平表示驱动器当前有报错，低电平表示驱动器当前无报错。

控制单元接收到FLT信号的电平，能够提示使用者驱动器是否有报错。驱动器设计人员一般会通过驱动器的显示单元，如数码管或LCD显示，来显示驱动器具体的报错信息。

由于PWM驱动器异常报错的种类较多，一般包括过压、欠压、过流、缺相等。而现有技术方案仅通过一对差分信号线FLT传递驱动器是否报错，无法从该FLT信号判断当前驱动器具体报了哪种类型的错误。并且驱动器与控制单元连接的接口信号基本都为双绞线，信号线数量有限，难以实现每种错误都用一对差分信号线传递。另外当控制单元与驱动器距离较远时，使用者通过驱动器显示单元读取具体错误信息很不便利。

发明内容

本申请的目的在于提供一种串行报错通信系统和方法，以解决现有技术中存在无法从FLT信号判断当前驱动器具体报了哪种类型的错误，信号线数量有限难以实现每种错误都用一对差分信号线传递，使用者通过驱动器显示单元读取具体错误信息很不便利的技术问题。

为了实现上述目的，本申请采用的一个技术方案是：

提供一种串行报错通信系统，包括：

驱动器，用于同步地传输时钟信号数据和串行数据，所述串行数据包括数据主体以及附加至所述数据主体上的报错数据帧，所述报错数据帧包括用于标记不同错误类型的多个报错位点；

控制器，用于接收所述驱动器传输的时钟信号数据和串行数据，且控制器基于所述时钟信号数据和所述串行数据识别出当前错误类型。

在一个或多个实施方式中，所述串行数据为二进制数据，所述数据主体具有第一电平以标记报错状态，至少一个所述报错位点具有第二电平以标记至少一种当前错误类型，所述第一电平和第二电平相反。

在一个或多个实施方式中，所述报错数据帧还包括设置在前端的起始位点以及设置在后端的终止位点，所述起始位点和终止位点具有所述第二电平。

在一个或多个实施方式中，所述报错数据帧周期性地附加在所述数据主体上，以使报错数据帧周期性传输。

在一个或多个实施方式中，所述驱动器传输所述串行数据的时间大于所述报错数据帧的传输周期。

为了实现上述目的，本申请采用的另一个技术方案是：

提供一种串行报错通信方法，包括：

驱动器同步地传输时钟信号数据和串行数据，所述串行数据包括数据主体以及附加至所述数据主体上的报错数据帧，所述报错数据帧包括用于标记不同错误类型的多个报错位点；

控制器接收所述驱动器传输的时钟信号数据和串行数据，且控制器基于所述时钟信号数据和所述串行数据识别出当前错误类型。

在一个或多个实施方式中，所述控制器基于所述时钟信号数据和所述串行数据识别出当前错误类型的步骤包括：

所述控制器基于所述数据主体的所述第一电平识别出报错状态；

所述控制器基于所述起始位点的所述第二电平识别出所述报错数据帧；

所述控制器识别出所述报错数据帧的报错点位信息，所述报错点位信息包括所述报错数据帧中具有所述第二电平的所述报错位点；

所述控制器基于所述报错点位信息以及所述时钟信号数据识别出报错时间信息，所述报错时间信息包括具有所述第二电平的所述报错位点与所述起始位点之间的时间差；

所述控制器基于所述报错时间信息以及预设的报错协议时序，识别出当前错误类型。

在一个或多个实施方式中，所述报错数据帧周期性地附加在所述数据主体上，以使报错数据帧周期性传输，所述驱动器同步地传输时钟信号数据和串行数据的步骤中，所述驱动器传输所述串行数据的时间大于所述报错数据帧的传输周期。

区别于现有技术，本申请的有益效果是：

本申请的串行报错通信方法和系统通过同步传输时钟信号数据和串行数据，串行数据包括报错数据帧，报错数据帧包括用于标记不同错位类型的多个报错位点，能够将具体报错类型传输给控制器，便于使用者通过控制器直接读取具体错位类型，解决了现有技术中使用者读取具体错误信息不便利的问题。

附图说明

图1是本申请串行报错通信方法一实施方式的流程示意图；

图2是图1中步骤S200对应的一实施方式的流程示意图；

图3是本实施方式串行报错通信方法一实施方式的串行数据示意图；

图4是本申请串行报错通信系统的结构框图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本申请进行详细描述。但该等实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

现有的伺服驱动器报错方法是在驱动器与控制单元连接的接口中采用一对差分信号线FLT传递驱动器是否报错。一般为高电平表示驱动器当前有报错，低电平表示驱动器当前无报错。

为了解决上述问题，申请人开发了一种串行报错通信方法，该方法能够实现驱动器将具体报错类型传输给控制单元，便于使用者通过控制单元能够直接读取具体错位信息。

具体地，请参阅图1，图1是本申请串行报错通信方法一实施方式的流程示意图。

该方法包括：

S100、驱动器同步地传输时钟信号数据和串行数据。

S200、控制器接收驱动器传输的时钟信号数据和串行数据，且控制器基于时钟信号数据和串行数据识别出当前错误类型。

其中，时钟信号数据可以由时钟发生器产生，其包括两个电平，起到计时作用。串行数据包括数据主体以及附加至数据主体上的报错数据帧，报错数据帧包括用于标记不同错误类型的多个报错位点。

具体地，串行数据可以为二进制数据，包括相反的第一电平和第二电平。

当数据主体为第一电平时可以标记报错状态，当数据主体为第二电平时可以标记当前无报错状态。

报错数据帧的多个报错位点可以具有第一电平或第二电平，当有报错位点具有第二电平时，可以标记当前该报错位点对应的错误类型。

本实施方式中对第一电平和第二电平的高低关系并无限定，在一个应用场景中，第一电平可以为高电平，第二电平可以为低电平，在其他应用场景中，第一电平也可以为低电平，第二电平也可以为高电平，均能够实现本实施方式的效果。考虑到报错状态时间占驱动器的整体工作时间比值较小，为了节省能耗，优选第一电平为高电平。

在一个应用场景中，报错数据帧可以包括16个报错位点，标号可以为0～9和A～F，如下表所示，标号0～9和A～B的12个报错位点可以与不同的报错类型一一对应，其余的报错位点可以作为预留点位以适配不同的工作场景。

例如当报错位点5具有第二电平时，控制器能够基于获取到的报错位点5具有第二电平，识别当前的报错类型为再生电阻异常报错。

在其他应用场景中，报错数据帧也可以包括8位、32位等报错位点，可根据实际工作场景设定。

为了便于控制器对报错数据帧的识别，本实施方式中报错数据帧还可以包括位于前端的起始位点以及设置在后端的终止位点，起始位点和终止位点具有第二电平。

具体地，报错数据帧结构可以如下表所示，包括依次设置的起始位点、报错位点和终止位点，起始位点与终止位点可以为0电平，数据主体可以为1电平，从而实现报错数据帧的识别，报错位点中与当前错误类型对应的报错位点可以为0电平，其余为1电平，从而实现当前错误类型的标记。

值得注意的是，为了保证起始位点和终止位点的识别，起始位点和终止位点应当与数据主体的电平相反，本实施方式中驱动器处于报错状态时，数据主体具有第一电平，因此起始位点和终止位点具有第二电平；在其他实施方式中，若驱动器处于报错状态时，数据主体具有第二电平，起始位点和终止位点也可以具有第一电平。

具体地，请参阅图2，图2是图1中步骤S200对应的一实施方式的流程示意图。

控制器识别错位类型的方法包括：

S201、控制器基于数据主体的第一电平识别出报错状态。

首先，控制器识别到具有第一电平的数据主体，从而识别出当前驱动器处于报错状态。

S202、控制器基于起始位点的第二电平识别出报错数据帧。

当控制器获取到具有第二电平的起始位点，能够识别报错数据帧，从而开始同步利用时钟信号数据对报错数据帧进行时间标记。

S203、控制器识别出报错数据帧的报错点位信息。

当控制器获取到报错数据帧中具有第二电平的报错位点时，能够识别出包括报错数据帧中具有第二电平的报错位点的报错点位信息。

S204、控制器基于报错点位信息以及时钟信号数据识别出报错时间信息。

根据报错点位信息以及时钟信号数据，能够计算出具有第二电平的报错位点与起始位点的时间差，从而获得报错时间信息。

S205、控制器基于报错时间信息以及预设的报错协议时序，识别出当前错误类型。

基于报错时间信息与预设的报错协议时序，能够识别出具体的当前错误类型。

可以理解的，当驱动器在持续获取具有第一电平的数据主体时，获取到具有第二电平的起始位点，能够识别报错数据帧，从而开始同步利用时钟信号数据对报错数据帧进行时间标记，直至获取到具有第二电平的报错位点，基于报错位点的获取时间和时钟信号数据，能够计算出报错位点的点位，从而基于预设的报错协议时序，识别出当前错误类型，实现包括错误类型的报错通信，直至控制器识别到具有第二电平的终止位点，报错数据帧识别完成，控制器继续获取数据主体。

在一个应用场景中，报错数据帧可以周期性地附加在数据主体上，以使报错数据帧周期性传输。例如报错数据帧可以每250us附加在数据主体上，从而每250us传输一次报错数据帧，保证控制器能够接收并识别报错数据帧，从而获取具体报错类型。

由于报错数据帧的长度较短，以上述实施方式的报错数据帧为例，以2M时钟的时钟信号数据为例，报错数据帧的传输时间需要9us，而报错数据帧的传输周期为250us，因此报错数据帧的长度仅占串行数据总长的3.6％，该占比小表示报错数据帧的传输与数据主体原本含义的影响较小，从整体上看串行数据仍然可以看成具有第一电平时表示有报错，具有第二电平是表示无报错。

值得注意的是，为了保证报错数据帧至少被传输一次，驱动器传输串行数据的时间应当至少大于报错数据帧的传输周期。因此，可以定义一个最小报错时间，当驱动器传输串行数据的时间小于最小报错时间时，实际报错时以最小报错时间进行报错，而驱动器传输串行数据的时间大于最小报错时间时，则以驱动器实际报错时间进行报错。

上述实施方式中，驱动器和控制器之间的时间信号数据可以通过新增的串行时钟线传输，也可以复用驱动器电流反馈上传的clock信号，均能够实现本实施方式的效果。另外，驱动器和控制器之间的串行数据可以通过新增的串行数据线传输，也可以复用传统驱动器的差分信号线FLT进行报错，均能够实现本实施方式的效果。

因此，可以理解的，上述实施方式的串行通信方法可以在完全复用原有信号线、不新增信号线的基础上进行，有效节省了成本。

下面以一个具体的应用场景为例，阐述上述实施方式的串行报错通信方法与传统报错方法的区别，请参阅图3，图3是本实施方式串行报错通信方法一实施方式的串行数据示意图。

如图3所示，本实施方式中驱动器同步发送时间信号数据和串行数据，即图中的SER_CLK信号以及SER_DATA信号。

图中F_FLT信号为驱动器一位报错信号，高电平表示驱动器有报错，低电平表示驱动器无报错；图3中F_DB_o信号为驱动器再生电阻异常错误，当F_DB_o由低电平变为高电平时，表示驱动器有再生电阻异常错误报错，F_DB_o信号和F_FLT信号拉高。

具体地，如图所示，当驱动器开始出现再生电阻异常错误时，传统的报错通信方法仅有F_FLT信号拉高代表存在报错。

本实施方式中在传统F_FLT信号中每250us周期插入一次报错数据帧，驱动器报错再生电阻异常错误时，首先数据主体升高代表存在报错，之后在起始位点电压拉低，代表开始发送报错数据帧，16bits的错误码ERR_CODE依次在clock上升沿发送，高位在前，低位在后，对应再生电阻报错的报错位点处于低位，从而与SER_CLK信号配合标注错误类型。16bits的错误码ERR_CODE发送完成后，在终止位点电压拉低，代表报错数据帧发送完毕，进入空闲状态，从而实现针对具体报错类型的通信。

本申请还提供了一种串行报错通信系统，请参阅图4，图4是本申请串行报错通信系统的结构框图。

该串行报错通信系统包括驱动器100和控制器200。

其中，驱动器100用于同步地传输时钟信号数据和串行数据，串行数据包括数据主体以及附加至数据主体上的报错数据帧，报错数据帧包括用于标记不同错误类型的多个报错位点。控制器200用于接收驱动器100传输的时钟信号数据和串行数据，且控制器200基于时钟信号数据和串行数据识别出当前错误类型。

具体地，时钟信号数据可以通过串行时钟线300传输，串行数据可以通过串行数据线400传输。

在一个应用场景中，串行数据为二进制数据，数据主体具有第一电平以标记报错状态，至少一个报错位点具有第二电平以标记至少一种当前错误类型，第一电平和第二电平相反。

在一个应用场景中，报错数据帧还包括设置在前端的起始位点以及设置在后端的终止位点，起始位点和终止位点具有第二电平。

在一个应用场景中，报错数据帧周期性地附加在数据主体上，以使报错数据帧周期性传输。

在一个应用场景中，驱动器100传输串行数据的时间大于报错数据帧的传输周期。

如上参照图1到图2，对根据本说明书实施例串行通信方法进行了描述。在以上对方法实施例的描述中所提及的细节，同样适用于本说明书实施例的串行通信系统。

本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所对应的一般性原理应用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims

1.一种串行报错通信系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的串行报错通信系统，其特征在于，所述串行数据为二进制数据，所述数据主体具有第一电平以标记报错状态，至少一个所述报错位点具有第二电平以标记至少一种当前错误类型，所述第一电平和第二电平相反。

3.根据权利要求2所述的串行报错通信系统，其特征在于，所述报错数据帧还包括设置在前端的起始位点以及设置在后端的终止位点，所述起始位点和终止位点具有所述第二电平。

4.根据权利要求1所述的串行报错通信系统，其特征在于，所述报错数据帧周期性地附加在所述数据主体上，以使报错数据帧周期性传输。

5.根据权利要求4所述的串行报错通信系统，其特征在于，所述驱动器传输所述串行数据的时间大于所述报错数据帧的传输周期。

6.一种串行报错通信方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的串行报错通信方法，其特征在于，所述串行数据为二进制数据，所述数据主体具有第一电平以标记报错状态，至少一个所述报错位点具有第二电平以标记至少一种当前错误类型，所述第一电平和第二电平相反。

8.根据权利要求7所述的串行报错通信方法，其特征在于，所述报错数据帧还包括设置在前端的起始位点以及设置在后端的终止位点，所述起始位点和终止位点具有所述第二电平。

9.根据权利要求8所述的串行报错通信方法，其特征在于，所述控制器基于所述时钟信号数据和所述串行数据识别出当前错误类型的步骤包括：

10.根据权利要求6所述的串行报错通信方法，其特征在于，所述报错数据帧周期性地附加在所述数据主体上，以使报错数据帧周期性传输，所述驱动器同步地传输时钟信号数据和串行数据的步骤中，所述驱动器传输所述串行数据的时间大于所述报错数据帧的传输周期。