一种采用双fpga为核心的rs422通信控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路，包括通信接口电路、继电器组合1、继电器组合2、RS422协议芯片1、RS422协议芯片2、FPGA1和FPGA2；本发明通过RS422通信芯片及通信接口电路与外部设备进行数据通信，存储器用于对FPGA实时工作信息进行存储，晶振用于给FPGA提供时钟信号，继电器用于对发送通道及驱动通道进行切换；采用了双FPGA相互协同工作的方式，实时检测相互间的数据工作动态，实现了双FPGA工作的同时提高了工作的可靠性。
【专利说明】一种采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路
【技术领域】
[0001]本发明属于电子电路控制应用【技术领域】，具体涉及一种采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路。
【背景技术】
[0002]在电子控制应用技术中，采用FPGA作为电路系统的控制核心与外部设备进行RS422通信时，通过接收外部指令帧，判断指令帧从而使FPGA输出电平驱动相应的应用电路工作，同时将反馈帧发送回外部设备，外部设备可根据反馈的指令帧实时监测电路的工作状态。此种电路工作方式在电子控制技术中得到了广泛应用。目前实现该应用的方式大致可分为:
[0003]1、采用单独FPGA作为核心收发指令；
[0004]2、采用双FPGA作为核心接收指令，单块FPGA发送指令；
[0005]采用第I种方式电路可靠性不高，采用第2种方式提高了接收指令的可靠性但是由于双FPGA同时发送指令会由于时序、电平匹配等因素导致发送的指令出现异常。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路，该采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路通过FPGAl和FPGA2之间的协调工作方式，保证当出现其中一块FPGA工作异常时，另一块FPGA能够启动发送指令工作，解决了电路可靠性不高和发送的指令出现异常的问题。
[0007]本发明通过以下技术方案得以实现。
[0008]本发明提供的一种采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路，包括通信接口电路、继电器组合1、继电器组合2、RS422协议芯片1、RS422协议芯片2、FPGAl和FPGA2 ;所述RS422协议芯片I和RS422协议芯片2的接收数据端均通过通信接口电路与外部设备的信号输出端连接；所述RS422协议芯片I的发送数据端与继电器组合I的辅助触点K1、K2的一端连接，所述继电器组合I的辅助触点K1、K2的另一端均通过通信接口电路与外部设备的信号输入端连接；所述RS422协议芯片2的发送数据端与继电器组合I的辅助触点K3、K4的一端连接，所述继电器组合I的辅助触点K3、K4的另一端均通过通信接口电路与外部设备的信号输入端连接；
[0009]所述FPGAl和FPGA2分别通过对应的串行数据总线与RS422协议芯片I和RS422协议芯片2连接；所述FPGAl和FPGA2分别通过对应的反馈数据输出端与RS422协议芯片I和RS422协议芯片2的反馈信号输入端连接，所述FPGAl和FPGA2之间通过8位数据总线连接；
[0010]所述FPGAl通过驱动线I与继电器组合2的辅助触点Κ5的一端连接，所述辅助触点Κ5的另一端与应用电路连接；所述FPGA2通过驱动线2与继电器组合2的辅助触点Κ6的一端连接，所述辅助触点Κ6的另一端与应用电路连接；
[0011]所述FPGA2通过控制线I和控制线2与继电器组合1、继电器组合2的信号输入端连接。
[0012]还包括监测线，所述监测线的输入端与FPGAl的反馈数据输出端连接，输出端与FPGA2的监测信号输入端连接。
[0013]所述FPGAl还与存储器I和晶振I连接。
[0014]所述FPGA2还与存储器2和晶振2连接。
[0015]本发明的有益效果在于:通过RS422通信芯片及通信接口电路与外部设备进行数据通信，存储器用于对FPGA实时工作信息进行存储，晶振用于给FPGA提供时钟信号，继电器用于对发送通道及驱动通道进行切换；采用了双FPGA相互协同工作的方式，实时检测相互间的数据工作动态，实现了双FPGA工作的同时提高了工作的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的原理框图；
[0017]图2是图1中FPGAl的软件流程图；
[0018]图3是图1中FPGA2的软件流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0020]如图1所示的一种采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路，包括通信接口电路、继电器组合1、继电器组合2、RS422协议芯片1、RS422协议芯片2、FPGAl和FPGA2 ;所述RS422协议芯片I和RS422协议芯片2的接收数据端均通过通信接口电路与外部设备的信号输出端连接；所述RS422协议芯片I的发送数据端与继电器组合I的辅助触点K1、K2的一端连接，所述继电器组合I的辅助触点K1、K2的另一端均通过通信接口电路与外部设备的信号输入端连接；所述RS422协议芯片2的发送数据端与继电器组合I的辅助触点K3、K4的一端连接，所述继电器组合I的辅助触点K3、K4的另一端均通过通信接口电路与外部设备的信号输入端连接；
[0021]所述FPGAl和FPGA2分别通过对应的串行数据总线与RS422协议芯片I和RS422协议芯片2连接；所述FPGAl和FPGA2分别通过对应的反馈数据输出端与RS422协议芯片I和RS422协议芯片2的反馈信号输入端连接，所述FPGAl和FPGA2之间通过8位数据总线连接；
[0022]所述FPGAl通过驱动线I与继电器组合2的辅助触点Κ5的一端连接，所述辅助触点Κ5的另一端与应用电路连接；所述FPGA2通过驱动线2与继电器组合2的辅助触点Κ6的一端连接，所述辅助触点Κ6的另一端与应用电路连接；
[0023]所述FPGA2通过控制线I和控制线2与继电器组合1、继电器组合2的信号输入端连接。
[0024]还包括监测线，所述监测线的输入端与FPGAl的反馈数据输出端连接，输出端与FPGA2的监测信号输入端连接。
[0025]所述FPGAl还与存储器I和晶振I连接。
[0026]所述FPGA2还与存储器2和晶振2连接。
[0027]本发明在实际工作过程中，外部设备给通信接口电路发送指令帧，RS422通信协议芯片I通过接收数据端RXD1+，RXD1-、RS422通信协议芯片2通过接收数据端RXD2+，RXD2-接收指令，然后后将RS422通信协议芯片I和RS422通信协议芯片2的差分信号线转分别换为串行总线RXDl及RXD2，FPGAl及FPGA2分别通过串行总线RXDl及RXD2接收数据，FPGAl会依据接收到的指令帧通过8位数据总线发送给FPGA2，FPGA2依据接收到的指令帧与FPGAl发送过来的数据进行对比判断，当判断指令帧相同时，FPGA2通过控制线2驱动继电器组合2的辅助触点K5闭合，辅助触点K6断开，FPGAl驱动线I输出电平驱动应用电路。当FPGA2判断指令帧不同时，FPGA2通过控制线2驱动继电器组2的辅助触点K6闭合，辅助触点K5断开，FPGA2驱动线2输出电平驱动应用电路。
[0028]当FPGAl通过反馈数据输出端TXDl向RS422通信协议芯片I反馈指令时，FPGA2通过监测线同时接收FPGAl的反馈指令，FPGA2会判断此时的指令是否为需要反馈的正确的指令，当指令正确时，FPGA2通过控制线I驱动继电器组合I的辅助触点K1、K2闭合，辅助触点K3、K4断开，FPGAl将指令帧反馈给外部设备；当指令错误时，FPGA2通过控制线I启动继电器组合I的辅助触点K3、K4闭合，辅助触点Κ1、Κ2断开，FPGA2将指令帧反馈给外部设备。
[0029]如图2所示的FPGAl的软件流程图，FPGAl通过RXDl串行数据总线接收外部设备所发过来的数据帧，接收方式为依次接收帧头、地址域、命令字、状态字、校验字以及帧尾，FPGAl首先判断帧头的有效性再依次接收地址域、命令字及状态字，当接收判断校验字及帧尾无效时，FPGAl会返回初始接收状态直至接收一帧有效。接收一帧有效后FPGAl会关闭接收中断，通过输出8位总线数据告诉FPGA2所接收的帧状态，然后输出电平驱动应用电路，最后返回原数据帧给外部设备，通知外部设备已经有效接收并执行数据帧指令，等待外部设备下一指令帧。
[0030]如图3所示的FPGA2的软件流程图，与FPGAl软件流程类似，FPGA2首先通过RXD2串行数据总线接收外部设备发过来的数据帧，然后与从FPGAl通过8位数据总线发过来的数据进行对比，当数据对比不同时，FPGA2通过控制线2驱动继电器组2中的辅助触点Κ5断开，辅助触点Κ6闭合，由FPGA2输出电平驱动应用电路；当数据对比相同时，FPGA2通过控制线2驱动继电器组2中的辅助触点Κ5闭合，辅助触点Κ6断开。此时，FPGA2通过监测线监测FPGAl通过TXDl反馈回外部设备的指令帧，若监测反馈的指令帧正确，FPGA2通过控制线I驱动继电器组合I中的辅助触点Κ1、Κ2闭合，辅助触点Κ3、Κ4断开；反之，若监测反馈的指令帧错误，FPGA2则通过控制线I驱动继电器组合I中的辅助触点Κ1、Κ2断开，辅助触点Κ3、Κ4闭合，由FPGA2通过TXD2将指令帧反馈给外部设备。
【权利要求】
1.一种采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路，包括通信接口电路、继电器组合1、继电器组合2、RS422协议芯片1、RS422协议芯片2、FPGA1和FPGA2，其特征在于:所述RS422协议芯片I和RS422协议芯片2的接收数据端均通过通信接口电路与外部设备的信号输出端连接；所述RS422协议芯片I的发送数据端与继电器组合I的辅助触点K1、K2的一端连接，所述继电器组合I的辅助触点Κ1、Κ2的另一端均通过通信接口电路与外部设备的信号输入端连接；所述RS422协议芯片2的发送数据端与继电器组合I的辅助触点Κ3、Κ4的一端连接，所述继电器组合I的辅助触点Κ3、Κ4的另一端均通过通信接口电路与外部设备的信号输入端连接； 所述FPGAl和FPGA2分别通过对应的串行数据总线与RS422协议芯片I和RS422协议芯片2连接；所述FPGAl和FPGA2分别通过对应的反馈数据输出端与RS422协议芯片I和RS422协议芯片2的反馈信号输入端连接，所述FPGAl和FPGA2之间通过8位数据总线连接; 所述FPGAl通过驱动线I与继电器组合2的辅助触点Κ5的一端连接，所述辅助触点Κ5的另一端与应用电路连接；所述FPGA2通过驱动线2与继电器组合2的辅助触点Κ6的一端连接，所述辅助触点Κ6的另一端与应用电路连接； 所述FPGA2通过控制线I和控制线2与继电器组合1、继电器组合2的信号输入端连接。
2.如权利要求1所述的采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路，其特征在于:还包括监测线，所述监测线的输入端与FPGAl的反馈数据输出端连接，输出端与FPGA2的监测信号输入端连接。
3.如权利要求1所述的采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路，其特征在于:所述FPGAl还与存储器I和晶振I连接。
4.如权利要求1所述的采用双FPGA为核心的RS422通信控制电路，其特征在于:所述FPGA2还与存储器2和晶振2连接。
【文档编号】G06F13/40GK104484304SQ201410756223
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】金旸霖 申请人:贵州航天电器股份有限公司