一种可支持多种处理器的整体模块集成系统的制作方法

本发明涉及开放源代码及高性能系统领域，尤其涉及一种可支持多种处理器的整体模块集成系统。

背景技术：

目前大多采用xilinxspartan6在现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray,通称fpga)上实现，其中xilinxspartan6系列内部采用双寄存器、6输入的lut以及一系列的内建系统级模块，这些系统级模块有18kbblockram、第二代dsp48a21slice、sdram存储器接口、混合型时钟管理模块、selectio技术、高速串行收发器、快捷外设互联标准(peripheralcomponentinterconnectexpress,通称pcie)接口、电源管理模式、可自动检测配置以及具有高级加密标准和devicedna定制安全算法的ip。

搭配以太网控制自动化技术(ethercontrolautomationtechnology,通称ethercat)是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，ethercat可提供高精度设备同步、选线缆冗余以及功能性安全协议(sil3)，并且支持线形、树形和星形设备连接拓扑系统。

当报文通过从站设备时，从站识别出相关的命令并作出相应的处理，其中通信性能和从站设备控制微处理器的响应时间是相互独立的，且每个从站设备都具有可编址的内存，其容量最大可为64kb，能够对其进行连续的或同步的读写操作，可以把多个ethercat命令数据嵌入到同一个以太网数据帧中，每个数据对应不同的设备或内存区。

但在传统的ethercat方案中存在一些缺陷，其一般指令周期为500us或者1000us抖动几十us，且一般基于pc或者arm嵌入平台按可带轴数收费，需要购买商业许可，而导致成本过高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可支持多种处理器的整体模块集成系统结合以太网mac(mediaaccesscontrol,通称mac)模块和第三方处理器并口解析模块，有效提升自动化设备连接数量最大可带32轴，且支持512点输入/输出装置，并藉由第三方处理器并口解析模块ethercat协议，使得整体模块集成系统可支持多种处理器，故可大幅降低成本。

本发明其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可支持多种处理器的整体模块集成系统，包括：

快捷外设互联标准(pcie)接口模块，用以连接计算机处理器；

第三方处理器并口解析模块，所述第三方处理器并口解析模块用以解析协议不同的外部伺服驱动器，并电性连接所述pcie接口模块；

以太网控制自动化技术(ethercat)发送报文打包模块，所述以太网控制自动化技术(ethercat)发送报文打包模块用以将产生的信号转送多个伺服驱动器，并电性连接所述第三方处理器并口解析模块；

以太网媒体访问控制(mac)模块，通过网络接口连接自动化设备的多个外部伺服驱动器、多个输入/输出(i/o)装置或上述的组合，并分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述第三方处理器并口解析模块以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；以及

嵌入式软核处理器(micorblaze)模块，分别电性连接并控制所述快捷外设互联标准接口模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。

在本发明所述的系统中，所述整体模块集成系统更包括:

过程数据对象(pdo)报文发送模块，所述过程数据对象报文发送模块用以接收计算机处理器服务状态，并分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述第三方处理器并口解析模块以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；

运行状态监控模块，所述运行状态监控模块用以接收伺服驱动器状态，且传送至所述快捷外设互联标准接口模块，并分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块；以及

系统定时器模块，分别电性连接所述嵌入式软核处理器模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。

在本发明所述的系统中，所述快捷外设互联标准接口为pciegen1x1高速接口。

在本发明所述的系统中，所述以太网媒体访问控制(mac)模块通过网络接口连接自动化设备的多个外部伺服驱动器、多个输入/输出(i/o)装置或上述的组合，其中网络接口为物理层。

在本发明所述的系统中，所述运行状态监控模块实时监测主站的运行状态，其中所述的运行状态是循环冗余查核(cyclicredundancycheck,通称crc)错误次数以及报文收发次数。

实施本发明的整体模块集成系统，提出以以太网媒体访问控制模块和第三方处理器并口解析模块作为运作方案，可通过以太网mac模块和外部连接，并且由第三方处理器并口解析模块解析ethercat协议，具有以下有益效果：此系统由于搭配以太网mac模块和第三方处理器并口解析模块，使得有效提升自动化设备连接数量，用户可藉由此集成系统连接更多自动化设备，并且不限制处理器类型，所述的集成系统提供常用的业务接口可与处理器对接，只需要把现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray,通称fpga)协议当作一个随机存取记忆体来进行读写操作即可，且通过第三方处理器并口解析ethercat协议，故不须通过人员处理ethercat协议，大幅降低操作难度以及成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体模块集成系统方块图；

图2为本发明又一实施例的整体模块集成系统方块图；

图3为本发明另一实施例的整体模块集成系统方块图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的整体模块集成系统实施例中，其整体模块集成系统方块图，如图1所示。图中，所述整体模块集成系统包括快捷外设互联标准(pcie)接口模块1、第三方处理器并口解析模块2、以太网控制自动化技术(ethercat)发送报文打包模块3、以太网媒体访问控制(mac)模块4和嵌入式软核处理器(micorblaze)模块5；所述整体模块集成系统还包括过程数据对象(pdo)报文发送模块11、运行状态监控模块12和系统定时器模块13。

所述pcie接口模块1为pciegen1x1高速接口，用以连接计算机处理器a；所述第三方处理器并口解析模块2用以解析协议不同的外部伺服驱动器b1，并电性连接所述pcie接口模块1；所述ethercat发送报文打包模块3用以将产生的信号转送多个外部伺服驱动器b1，并电性连接所述第三方处理器并口解析模块2。

如图1所示，所述以太网mac模块4通过网络接口连接自动化设备b的多个外部伺服驱动器b1，其中网络接口为物理层，并分别电性连接所述pcie接口模块1、所述第三方处理器并口解析模块2以及所述ethercat发送报文打包模块3。所述micorblaze模块5用以实现常用指令以及fpga，且根据所述ethercat的规范标准实现14种指令的打包和解析，其中常用指令包括获取从站个数从站处理程序识别码(pid)/厂商识别码(vid)/系统识别码(sid)、连接/断开从站、设置通讯周期、上传/下载服务数据对象(servicedataobjects,通称sdo)以及固件升级任务管理等指令，且分别电性连接并控制所述pcie接口模块1、所述ethercat发送报文打包模块3以及所述以太网mac模块4。

本实施例中，所述pdo报文发送模块11用以接收计算机处理器a服务状态，并分别电性连接所述pcie接口模块1、所述第三方处理器并口解析模块2以及所述ethercat发送报文打包模块3；所述运行状态监控模块12用以接收外部伺服驱动器b1状态，并分别电性连接所述pcie接口模块1、所述ethercat发送报文打包模块3以及所述以太网mac模块4，且计算机处理器a通过pcie接口实时监测主站的运行状态，其中所述的运行状态是crc错误次数以及报文收发次数；所述系统定时器模块13分别电性连接所述micorblaze模块5、所述ethercat发送报文打包模块3以及所述以太网mac模块4。

本发明的整体模块集成系统由于搭配以太网mac模块和第三方处理器并口解析模块，使得有效提升自动化设备连接数量，用户可藉由此集成系统连接更多自动化设备，并且不限制处理器类型。

所述的集成系统提供常用的业务接口可与处理器对接，只需要把fpga协议当作一个随机存取记忆体来进行读写操作即可，且通过第三方处理器并口解析ethercat协议，故不须通过人员处理ethercat协议，大幅降低操作难度以及成本。

另一实施例中，如图2所示，所述以太网mac模块4通过网络接口连接自动化设备b的多个输入/输出(i/o)装置b2。

又一实施例中，如图3所示，所述以太网mac模块4通过网络接口连接自动化设备b的多个外部伺服驱动器b1和多个输入/输出(i/o)装置b2。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。