通信系统的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种通信系统。

背景技术：

串口通信具有同步及异步两种方式，同步通讯比异步通讯多了一根时钟线，增加了系统的复杂度，在一些应用场合由于器件及设计的限制，仅可以使用异步通信方式且对信号的周期及实时性有一定的要求。因异步通信缺少时钟线对通讯进行同步处理，为保证异步通信时任务能够实时进行调度并保证控制系统的实时性，需要对通讯信号的周期及发送时刻进行处理，使异步通信达到接近同步通信的效果。现有信息缺少对该方面技术的介绍。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种通信系统，以解决现有的异步通信不能保证系统实时性的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种通信系统通信系统，所述通信系统包括多个控制单元，每个所述控制单元中均包括一个定义同步通信报文模块，其中：

多个所述定义同步通信报文模块用于对通信的报文进行定义，还用于在所述多个控制单元中选择一个控制单元作为基准时钟源，其他的控制单元作为待校正控制单元；

所述基准时钟源包括周期偏差补偿模块和通信时序固定模块，所述周期偏差补偿模块用于对通信信号的周期偏差进行补偿，所述通信时序固定模块用于固定所述通信信号的通信时序。

可选的，在所述的通信系统中，所述基准时钟源的时钟精度高于所述待校正控制单元的时钟精度。

可选的，在所述的通信系统中，所述基准时钟源的定义同步通信报文模块为第一定义同步通信报文模块，所述待校正控制单元的定义同步通信报文模块为第二定义同步通信报文模块，其中：

所述第一定义同步通信报文模块还用于在所述基准时钟源的通信报文中定义所述基准时钟源的通信信号的发送周期；

所述第一定义同步通信报文模块还用于在所述基准时钟源的通信报文中定义所述待校正控制单元的周期校正值；

所述第二定义同步通信报文模块还用于在所述待校正控制单元的通信报文中定义所述待校正控制单元的发送串口信号时的时刻。

可选的，在所述的通信系统中，所述周期偏差补偿模块连接在相互通信的多个控制单元之间，其中：

所述周期偏差补偿模块还用于根据所述待校正控制单元的发送串口信号时的时刻得到所述待校正控制单元的通信信号的发送周期；

所述周期偏差补偿模块还用于根据所述基准时钟源的通信信号的发送周期校正所述待校正控制单元的通信信号的发送周期。

可选的，在所述的通信系统中，所述周期偏差补偿模块还包括第一状态调节器和第一倍数调节器，所述第一状态调节器用于根据所述基准时钟源的通信信号的发送周期与所述待校正控制单元的通信信号的发送周期之差，校正所述待校正控制单元的通信信号的发送周期，得到并提供新的所述待校正控制单元的发送串口信号时的时刻至所述第一倍数调节器；

所述第一倍数调节器用于根据新的所述待校正控制单元的发送串口信号时的时刻和所述待校正控制单元的周期校正值，得到新的所述待校正控制单元的通信信号的发送周期，反馈至所述第一状态调节器的输入端，并连接至所述待校正控制单元的周期寄存器。

可选的，在所述的通信系统中，所述周期偏差补偿模块还包括第二倍数调节器，所述第二倍数调节器用于根据所述基准时钟源的通信信号的发送周期得到并提供所述待校正控制单元的周期校正值。

可选的，在所述的通信系统中，所述通信时序固定模块包括第二状态调节器和第三状态调节器，其中：

所述第三状态调节器用于根据所述待校正控制单元的通信信号的发送周期得到所述待校正控制单元的通信信号的接收时刻，并将所述待校正控制单元的通信信号的接收时刻发送至所述第二状态调节器；

所述通信时序固定模块还用于设定期望接收信息时刻，并将所述期望接收信息时刻发送至所述第二状态调节器；

所述第二状态调节器用于根据所述待校正控制单元的通信信号的接收时刻与所述期望接收信息时刻之差，得到信号固定时序时刻，并将所述信号固定时序时刻发送至所述第一倍数调节器。

在本实用新型提供的通信系统中，通过定义同步通信报文模块对通信的报文进行定义，周期偏差补偿模块对通信信号的周期偏差进行补偿，通信时序固定模块固定所述通信信号的通信时序，可以基于异步通信硬件实现传输信号同步，提高异步通信信号的实时性，降低硬件系统复杂度。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的通信系统示意图；

图2是本实用新型另一实施例的通信系统示意图；

图3是本实用新型另一实施例的通信系统示意图；

图中所示：10-基准时钟源；11-第一定义同步通信报文模块；12-周期偏差补偿模块；13-通信时序固定模块；20-待校正控制单元；21-第二定义同步通信报文模块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的通信系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型的核心思想在于提供一种通信系统，以解决现有的异步通信不能保证系统实时性的问题。

为实现上述思想，本实用新型提供了一种通信系统，所述通信系统包括多个控制单元，每个所述控制单元中均包括一个定义同步通信报文模块，其中：多个所述定义同步通信报文模块用于对通信的报文进行定义，还用于在所述多个控制单元中选择一个控制单元作为基准时钟源，其他的控制单元作为待校正控制单元；所述基准时钟源包括周期偏差补偿模块和通信时序固定模块，所述周期偏差补偿模块用于对通信信号的周期偏差进行补偿，所述通信时序固定模块用于固定所述通信信号的通信时序。

本实用新型的实施例提供一种通信系统通信系统，如图1所示，所述通信系统包括多个控制单元，每个所述控制单元中均包括一个定义同步通信报文模块，其中：多个所述定义同步通信报文模块用于对通信的报文进行定义，还用于在所述多个控制单元中选择一个控制单元作为基准时钟源10，其他的控制单元作为待校正控制单元20；所述基准时钟源10包括周期偏差补偿模块12和通信时序固定模块13，所述周期偏差补偿模块12用于对通信信号的周期偏差进行补偿，所述通信时序固定模块13用于固定所述通信信号的通信时序。所述基准时钟源10的时钟精度高于所述待校正控制单元20的时钟精度。

具体的，在所述的通信系统中，所述基准时钟源10的定义同步通信报文模块为第一定义同步通信报文模块11，所述待校正控制单元20的定义同步通信报文模块为第二定义同步通信报文模块21，其中：所述第一定义同步通信报文模块11还用于在所述基准时钟源的通信报文中定义所述基准时钟源的通信信号的发送周期Pdst*；所述第一定义同步通信报文模块11还用于在所述基准时钟源的通信报文中定义所述待校正控制单元的周期校正值tCorr；所述第二定义同步通信报文模块21还用于在所述待校正控制单元的通信报文中定义所述待校正控制单元的发送串口信号时的时刻tout。

进一步的，所述周期偏差补偿模块12连接在相互通信的多个控制单元之间，其中：所述周期偏差补偿模块12还用于根据所述待校正控制单元的发送串口信号时的时刻tout得到所述待校正控制单元的通信信号的发送周期Pact；所述周期偏差补偿模块12还用于根据所述基准时钟源的通信信号的发送周期Pdst*校正所述待校正控制单元的通信信号的发送周期Pact。

如图2所示，在所述的通信系统中，所述周期偏差补偿模块12还包括第一状态调节器C1(s)和第一倍数调节器k1，所述第一状态调节器C1(s)用于根据所述基准时钟源的通信信号的发送周期Pdst*与所述待校正控制单元的通信信号的发送周期Pact之差，校正所述待校正控制单元的通信信号的发送周期Pact，得到并提供新的所述待校正控制单元的发送串口信号时的时刻tout至所述第一倍数调节器k1；所述第一倍数调节器用于根据新的所述待校正控制单元的发送串口信号时的时刻tout和所述待校正控制单元的周期校正值tCorr，得到新的所述待校正控制单元的通信信号的发送周期Pact，反馈至所述第一状态调节器C1(s)的输入端，并连接至所述待校正控制单元的周期寄存器。所述周期偏差补偿模块12还包括第二倍数调节器(状态函数为1/k1)，所述第二倍数调节器用于根据所述基准时钟源的通信信号的发送周期Pdst*得到并提供所述待校正控制单元的周期校正值tCorr。

如图3所示，在所述的通信系统中，所述通信时序固定模块13包括第二状态调节器C2(s)和第三状态调节器(状态函数为1/s)，其中：所述第三状态调节器用于根据所述待校正控制单元的通信信号的发送周期Pact得到所述待校正控制单元的通信信号的接收时刻tout，并将所述待校正控制单元的通信信号的接收时刻tout发送至所述第二状态调节器C2(s)；所述通信时序固定模块13还用于设定期望接收信息时刻tdst*，并将所述期望接收信息时刻tdst*发送至所述第二状态调节器C2(s)；所述第二状态调节器C2(s)用于根据所述待校正控制单元的通信信号的接收时刻tout与所述期望接收信息时刻tdst*之差，得到信号固定时序时刻，并将所述信号固定时序时刻发送至所述第一倍数调节器k1。

在本实用新型提供的通信系统中，通过定义同步通信报文模块10对通信的报文进行定义，周期偏差补偿模块12对通信信号的周期偏差进行补偿，通信时序固定模块13固定所述通信信号的通信时序，可以基于异步通信硬件实现传输信号同步，提高异步通信信号的实时性，降低硬件系统复杂度。

通信报文定义包括：选择一侧控制单元的时钟作为基准源，通常选择时钟精度较高的一侧。在基准时钟源一侧控制单元的通信报文中定义通信信号发送周期Pdst*和待校正侧控制单元的周期校正值tCorr，而在待校正侧控制单元的通信报文中定义其发送串口信号时的时刻tout。

周期偏差补偿包括：待校正侧控制单元前后两次发送的tout之差即为该侧控制单元的通信信号发送周期Pact，对该周期值进行负反馈控制，以基准时钟源侧控制单元信号发送周期Pdst*为控制目标，调整待校正侧信号的发送周期，即可实现两侧控制单元的通信周期同步。为加速响应时间，加入前馈控制；同时为保证系统稳定，加入第一状态调节器C1(s)。

固定通信时序包括：为实现高质量实时通信，在周期同步基础上，还可控制信号时序固定，即信号处理侧控制单元接收到信号后刚好进行处理，这样可以减少由传输导致的信号延时。为此，可以设定期望的接收信息时刻tdst*，将其与反馈的发送信息时刻tout的偏差值加入周期Pact的补偿信号中去，即可实现接收信号时刻的控制。

综上，上述实施例对通信系统的不同构型进行了详细说明，当然，本实用新型包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本实用新型所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。