一种基于pc104接口的在线配置方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于PC104接口的在线配置方法及系统。本方法为：1)在配置设备上设置一FPGA驱动单元，其包括：响应服务器访问的PC104接口模块，缓存从服务器发送过来数据的接收模块，缓存从配置设备处理器发送过来数据的发送模块，响应配置设备处理器访问的设备处理器接口模块；2)服务器上的PC104驱动从服务器获取配置数据，然后通过PC104总线将配置数据写入PC104寄存器中；3)PC104接口模块将PC104寄存器中的配置数据存储在接收模块中；4)设备处理器接口模块从接收模块中读取配置数据后，将配置数据保存到配置设备的存储器中。本方案具有实现方便，传输高速等优点。
【专利说明】—种基于PC104接口的在线配置方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在线配置方法，尤其涉及一种基于PC104接口的在线配置方法及系统。
【背景技术】
[0002]在嵌入式配置设备中一般都包含配置信息，用于设置设备的参数和运行方式，这些一般都保存在存储器中(比如Flash、EEPR0M等)。已有的更新方式为:在电脑上用串口程序，通过串口下载到配置设备中，配置设备的处理器再将数据写入存储器中。
[0003]系统的框图如图1所示，包含服务器(电脑)、串口、配置设备，其中配置设备中包含有存储器。
[0004]数据的流向如图2所示，从电脑到配置设备:在电脑的程序里要读取配置文件，并且把文件分割成固定长度的数据包，然后添加一定的纠错信息，发送到串口驱动程序，驱动会把数据发送到串口芯片，然后发送到串口上；配置设备的串口芯片接收到数据，会给出一个中断，然后配置设备处理器会通过串口驱动把数据读取回来，再解码和组合成完整的数据，最后写入到存储器。
[0005]数据收发的流程图如图3所示，程序启动的时候是等待状态，当收到特定的数据后开始握手，然后开始数据的传输，收到一个数据包之后会校验，如果有错误需要重传，若没有则保存下来。
[0006]常见的串口通信速率为9600bps (每秒9600位)和115200bps两种。照8bps等价于lBytes/s的简化公式来计算,9600bps = 1.17KBytes/s。一般配置文件的大小在10-200Kb左右，通信过程中会按照一定的协议编码，保证数据正确性。那么按照80%的有效载荷来算，100KB的数据需要106.8秒，这样的传输速度是非常慢的。在115200bps的通信速率下100KB文件的实际传输为20秒左右。
【发明内容】
[0007]针对现有的串口通信比较慢，本发明的目的在于提供一种基于PC104接口的在线配置方法及系统；本发明将通信的接口改为PC104，电脑上已经有PC104的控制器，而配置设备上只有PC104的物理接口，没有对应的控制器，我们用FPGA实现了一个PC104的控制器，并完成对应的FPGA驱动。
[0008]本发明的技术方案为:
[0009]一种基于PC104接口的在线配置方法，其步骤为:
[0010]I)在配置设备上设置一 FPGA驱动单元；所述FPGA单元包括:按照PC104总线规范响应服务器访问的PC104接口模块，缓存从服务器发送过来数据的接收模块，缓存从配置设备处理器发送过来数据的发送模块，按照配置设备处理器总线规范响应配置设备处理器访问的设备处理器接口模块；
[0011]2)服务器上的PC104驱动从服务器获取配置数据，然后通过PC104总线将获取的配置数据写入配置设备的PC104寄存器中；
[0012]3)PC104接口模块将PC104寄存器中收到的配置数据存储在所述接收模块中；
[0013]4)所述设备处理器接口模块从所述接收模块中读取配置数据后，将配置数据保存到配置设备的存储器中。
[0014]进一步的，步骤3)中，设备处理器接口模块首先对收到的配置数据进行校验，如果正确则控制PC104接口模块将其存储在所述接收模块中；如果错误则生成一重传消息缓存到所述发送模块，然后由所述发送模块将重传消息经PC104总线发送给服务器。
[0015]进一步的，步骤2)中，服务器上的PC104驱动检测PC104总线的状态，如果为空闲，则继续通过PC104总线将获取的配置数据写入PC104的寄存器中，否则进行等待。
[0016]进一步的，服务器上的PC104驱动首先对PC104寄存器进行检查，如果检查通过，则进行步骤2)，否则停止配置数据通信。
[0017]进一步的，所述FPGA驱动首先对配置设备上的PC104寄存器进行检查，如果检查通过，则进行步骤3)，否则停止配置数据通信。
[0018]一种基于PC104接口的在线配置系统，包括服务器和配置设备，其特征在于所述服务器上设置一 PC104接口及PC104驱动；所述配置设备上设置一 PC104接口、一 FPGA驱动单元；所述FPGA单元包括:按照PC104总线规范响应服务器访问的PC104接口模块，缓存从服务器发送过来数据的接收模块，缓存从配置设备处理器发送过来数据的发送模块，按照配置设备处理器总线规范响应配置设备处理器访问的设备处理器接口模块；其中，所述服务器上的PC104接口通过PC104总线与所述配置设备上的PC104接口连接。
[0019]进一步的，所述配置设备为网卡。
[0020]与现有技术相比，本发明的积极效果为:
[0021]与串口传输方案相比，本方案具有实现方便，传输高速，操作简单，便于实现等优点。适用于具有PC104硬件接口的同类产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为现有在线配置系统的框图；
[0023]图2为现有在线配置系统的数据处理流程图；
[0024]图3为现有在线配置系统的数据收发流程图；
[0025]图4为本发明在线配置系统框图；
[0026]图5为本发明在线配置系统数据处理流程图；
[0027]图6为本发明在线配置系统数据接收流程图；
[0028]图7为PC104驱动的流程图；
[0029]图8为检查PC104寄存器流程图；
[0030]图9为本发明在线配置系统中FPGA驱动的流程图。
【具体实施方式】
[0031]本发明系统的框图如图4所示，移除原来的串口，换成PC104接口。
[0032]本发明系统数据的流向如图5所示，编写了 PC104驱动，用FPGA实现PC104控制器、编写了相应的FPGA驱动。[0033]配置设备中FPGA里实现的模块有4个:PC104接口模块、接收模块、发送模块、设备处理器接口模块。PC104接口模块按照PC104总线规范响应电脑的访问，接收模块缓存从电脑发送过来的数据，发送模块缓存从配置设备处理器发送过来的数据，设备处理器接口模块按照配置设备处理器总线规范响应配置设备处理器的访问，模块的关系图如图6所
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[0034]数据传输过程:
[0035]服务器(即电脑)上PC104驱动的流程图如图7所示。服务器上的PC104驱动程序当收到配置设备的配置更新请求后，检查PC104寄存器是否正常(即能否读写)，PC104寄存器属于配置设备的PC104接口模块(即属于网卡端)，如果正常，则开始数据的传输，当配置设备(即网卡)收到一个数据包之后会校验，如果有错误需要重传，若没有则保存下来。
[0036]服务器上的PC104驱动首先需要检查PC104寄存器(读取相关的PC104寄存器值，检查是否符合预先设定的值)，如果检查不通过则停止数据通信，否则开始数据通信(即发送数据)，发送数据是首先PC104驱动从服务器的应用程序(即电脑应用程序)获取配置数据，然后通过PC104总线将数据写入PC104的发送寄存器中，直至数据发送完毕，在写入寄存器时如果PC104总线空闲，则数据可以写入寄存器，否则需要等待。检查PC104寄存器的具体步骤如图8所示。
[0037]配置设备处理器上FPGA驱动的流程图如图9所示。
[0038]FPGA驱动运行后首先检查配置设备(即网卡)上的PC104寄存器，通过PC104总线读取寄存器检查相应的寄存器值是否符合预先设定的值，如果符合则检查通过，否则就检查失败，程序停止。当PC104寄存器检查通过后就可以通过PC104总线开始接收主机发送的数据了，主机发送来的数据先存储在接受队列缓存中，直至程序从缓存中读取全部数据后将数据保存到配置设备的存储器中，完成驱动的数据通信工作。
[0039]在PC104(ISA扩展)规范下总线的速率为5MByteS/S，由于总线复用和仲裁，实际测量得到的速率为1.45MB/S。相对于串口快百倍以上。
【权利要求】
1.一种基于PC104接口的在线配置方法，其步骤为: 1)在配置设备上设置一FPGA驱动单元；所述FPGA单元包括:按照PC104总线规范响应服务器访问的PC104接口模块，缓存从服务器发送过来数据的接收模块，缓存从配置设备处理器发送过来数据的发送模块，按照配置设备处理器总线规范响应配置设备处理器访问的设备处理器接口模块； 2)服务器上的PC104驱动从服务器获取配置数据，然后通过PC104总线将获取的配置数据写入配置设备的PC104寄存器中； 3)PC104接口模块将PC104寄存器中收到的配置数据存储在所述接收模块中； 4)所述设备处理器接口模块从所述接收模块中读取配置数据后，将配置数据保存到配置设备的存储器中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤3)中，设备处理器接口模块首先对收到的配置数据进行校验，如果正确则控制PC104接口模块将其存储在所述接收模块中；如果错误则生成一重传消息缓存到所述发送模块，然后由所述发送模块将重传消息经PC104总线发送给服务器。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤2)中，服务器上的PC104驱动检测PC104总线的状态，如果为空闲，则继续通过PC104总线将获取的配置数据写入PC104的寄存器中，否则进行等待。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于服务器上的PC104驱动首先对PC104寄存器进行检查，如果检查通过，则进行步骤2)，否则停止配置数据通信。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述FPGA驱动首先对配置设备上的PC104寄存器进行检查，如果检查通过，则进行步骤3)，否则停止配置数据通信。
6.一种基于PC104接口的在线配置系统，包括服务器和配置设备，其特征在于所述服务器上设置一 PC104接口及PC104驱动；所述配置设备上设置一 PC104接口、一 FPGA驱动单元；所述FPGA单元包括:按照PC104总线规范响应服务器访问的PC104接口模块，缓存从服务器发送过来数据的接收模块，缓存从配置设备处理器发送过来数据的发送模块，按照配置设备处理器总线规范响应配置设备处理器访问的设备处理器接口模块；其中，所述服务器上的PC104接口通过PC104总线与所述配置设备上的PC104接口连接。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于所述配置设备为网卡。
【文档编号】G06F13/38GK103870418SQ201210540237
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2012年12月13日
【发明者】侯玮玮, 包瑜亮, 李明树, 赵琛, 黄东, 于佳晨 申请人:中国科学院软件研究所, 中科方德软件有限公司