支持类组播模式的串口服务器的制作方法

本实用新型涉及一种在XX情况下使用的XX(上位概念)。更具体地说，本实用新型涉及一种用在XX情况下的XX器/结构/构件/系统。

背景技术：

很多电子设备使用串行接口(简称串口)进行数据通信和管理，但串口存在传输距离差、波特率等参数不统一、无法合并线路的缺点，限制了使用条件。串口服务器可将串口数据和以太网数据相互转化，很大程度上解决了相应的问题。

目前串口服务器一般使用一个串口绑定至一个以太网端口的方式进行数据交互，在需要一个以太网设备和多个串口通信时候，以太网设备需监控和管理多个端口，资源开销较大。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种支持类组播模式的串口服务器，其通过在串口服务器中配置一FPGA芯片，使其扩展出多个串口进而可与多个串口设备连接，以使其除支持一个串口到一个以太网端口的通信方式外，还支持一个以太网端口和多个串口通信的类组播通信模式，资源开销小，适应性好，使用效果好的效果。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种支持类组播模式的串口服务器，包括：

用于扩展多个串行接口进而与外部串行设备对应连接的现场可编程门阵列FPGA；

与所述FPGA通信连接以实现对多个串行接口数据收发的微处理器；

其中，所述微处理器通过串口服务器中的以太网MAC控制模块，以将其端口配置成能通过一个网口与外部的以太网设备通信连接，进而在一个以太网端口和多个串行接口之间构建类组播通信模式。

优选的是，其中，各所述串行接口均包括与其相匹配的串行接口电路，以处理相应的串口信号。

优选的是，其中，所述微处理器被设置为MCU。

优选的是，其中，以太网MAC控制模块被配置为采用W5100、W5200、W5300、W5500芯片中的任意一种。

优选的是，其中，还包括用于封装串口服务器的壳体，其上具有与各串行接口、网口相配合的通槽；

其中，所述壳体被配置为双层结构，以在二者之间间隔一隔热防振的空腔。

优选的是，其中，所述空腔内配置有多个以将构成空腔的两侧壁进行连接的弹性支撑件。

优选的是，其中，所述壳体在与微处理器、FPGA芯片相配合的位置上，分别设置有与其相配合以隔热降温的凹槽。

本实用新型至少包括以下有益效果：其一，本实用新型通过在串口服务器中配置一FPGA芯片，使其扩展出多个串口进而可与多个串口设备连接，以使其除支持一个串口到一个以太网端口的通信方式外，还支持一个以太网端口和多个串口通信的类组播通信模式，资源开销小，适应性好，使用效果好的效果。

其二，本实用新型通过对各模块型号的具体配置，以使其达到最优的效果，如对以太网MAC控制模块型号的选定，使开发者无需专业的网络知识，使用的时候如同控制外部存储器一样简单，为用户提供了最简单的网络接入方法，其全硬件TCP/IP协议栈完全独立于主控芯片，可以降低主芯片负载且无需移植繁琐的TCP/IP协议栈，便于产品实现网络化更新。

其三，本实用新型通过对串口服务器外部封装壳体的设置，使其具有更好的隔热防振效果，以适应不同的使用环境和使用需要，具有更好的适应性和产品性能稳定性的效果。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中支持类组播模式的串口服务器的结构示意框图；

图2为本实用新型的另一个实施例中支持类组播模式的串口服务器的软件示意流程图；

图3为本实用新型的另一个实施例中支持类组播模式的串口服务器中壳体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了根据本实用新型的一种支持类组播模式的串口服务器实现形式，其中包括：

用于扩展多个串行接口1进而与外部串行设备2对应连接的现场可编程门阵列FPGA 3；

与所述FPGA通信连接以实现对多个串行接口数据收发的微处理器4；

其中，所述微处理器通过串口服务器中的以太网MAC控制模块5，以将其端口配置成能通过一个网口与外部的以太网设备6通信连接，进而在一个以太网端口和多个串行接口之间构建类组播通信模式。采用这种方案的串口服务器由MCU、FPGA、以太网MAC和串行接口电路组成，串口服务器使用FPGA扩充出多个串口与串行设备连接，MCU通过与FPGA的通信实现多个串口数据的收发，以使其除支持一个串口到一个以太网端口的通信方式外，还支持一个以太网端口和多个串口通信的类组播通信模式，资源开销小，适应性好，使用效果好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，各所述串行接口均包括与其相匹配的串行接口电路10，以处理相应的串口信号。采用这种方案以将串口设备端输入的信号转换成相应的串口信号，以输入至FPGA，进而通过MCU与FPGA的通信实现对多个串口数据的收发，具有可实施效果好，可操作性强的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，所述微处理器被设置为MCU。采用这种方案其用于将串口电路提供的串口信号经FPGA配合通信后，将其串口信号转换面对应的网络信号，或将来处网口模块的网络信号转换为串口信号后经FPGA输出至对应的串口电路，具有通用性强，控制效果好的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，以太网MAC控制模块被配置为采用W5100、W5200、W5300、W5500芯片中的任意一种。采用这种方案使开发者无需专业的网络知识，使用的时候如同控制外部存储器一样简单，为用户提供了最简单的网络接入方法，其全硬件TCP/IP协议栈完全独立于主控芯片，可以降低主芯片负载且无需移植繁琐的TCP/IP协议栈，便于产品实现网络化更新的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，还包括用于封装串口服务器的壳体7，其上具有与各串行接口、网口相配合的通槽(未示出)；

其中，所述壳体被配置为双层结构，以在二者之间间隔一隔热防振的空腔70。采用这种方案使其具有更好的隔热防振效果，以适应不同的使用环境和使用需要，具有更好的适应性和产品性能稳定性的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，所述空腔内配置有多个以将构成空腔的两侧壁进行连接的弹性支撑件71。采用这种方案使得其能适应各种使用环境并便于运输的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

在另一种实例中，所述壳体在与微处理器、FPGA芯片相配合的位置上，分别设置有与其相配合以隔热降温的凹槽72。采用这种方案以对发热芯片进行隔热传递，将其与外界进行热交换的方式进行限制，以保证其具有更优异的隔热效果，进而使产品的性能稳定性更优的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。

实施例：

串口服务器可设置设备的某一个串口与一个以太网端口绑定来进行一对一的数据传输，该模式下数据使用透明传输方式；串口服务器也可设置设备中的某几个串口或全部串口与一个以太网端口绑定进行一对多的类组播通信，该模式下数据在以太网侧使用协议组帧的方式来区分各个串口数据，组帧条件和方式均可通过网管进行设置。

设备软件需要完成电路接口初始化、串口数据的收发、以太网数据的收发、数据的组帧和转发、网管配置等功能。程序的主要运行流程如图2所示。

而支持类组播模式的串口服务器具有适用性强、节省成本和资源等特点，可根据应用场景灵活配置其工作模式，该设备具备多个串口可连接各个串口设备，对每个串口均可设置为点对点模式或类组播模式，类组播模式还可自由设置组帧方式、组帧结构、帧效验和加密等，方便各种场景应用和功能扩展。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的支持类组播模式的串口服务器的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。