專利名稱：同步串口通信服務(wù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將串行數(shù)據(jù)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的裝置，具體是一種能夠?qū)崿F(xiàn) HDLC或UART協(xié)議數(shù)據(jù)與IP/TCP/UDP協(xié)議數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換的同步串口通信服務(wù)器。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的串行設(shè)備中，HDLC(高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制)或UART(通用異步收發(fā))是常 用的通信協(xié)議。隨著基于IP的互聯(lián)網(wǎng)的普及，需要將這些設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)以方便傳輸和處 理?，F(xiàn)有的接入方法主要有兩種一是在計(jì)算機(jī)上插入一個(gè)專用的插卡，另一種是基于ARM 和Linux的外置式協(xié)議轉(zhuǎn)換器。第一種方式需要配備專用的計(jì)算機(jī)，不適合大量設(shè)備的接 入；第二種方式在實(shí)時(shí)性、可靠性、大量高速數(shù)據(jù)處理等方面有所欠缺，對(duì)TCP/IP協(xié)議支持 不夠全面；同時(shí)沒(méi)有遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)配置功能，不能實(shí)現(xiàn)用戶友好的動(dòng)態(tài)配置操作。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種同步串口通信服務(wù)器，它能夠?qū)⒋?數(shù)據(jù)靈活、快速、實(shí)時(shí)、可靠地接入互連網(wǎng)中。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的同步串口通信服務(wù)器，主要由電源、與電源 相連的嵌入式通信處理器、晶振、閃存、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、數(shù)字復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、后 臺(tái)調(diào)試模式調(diào)試端口電路、高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路、通用異步收發(fā)接口電路和以太網(wǎng) 接口電路組成；上述嵌入式通信處理器包括嵌入式內(nèi)核、以及與嵌入式內(nèi)核相連的系統(tǒng)接 口單元、通信處理模塊和快速以太網(wǎng)控制器；晶振、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和后臺(tái)調(diào)試模式調(diào) 試端口電路外接在嵌入式內(nèi)核上，閃存和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器則分布通過(guò)總線與嵌入式內(nèi) 核相連，以太網(wǎng)接口電路與快速以太網(wǎng)控制器連接，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路和通用異 步收發(fā)接口電路接于通信處理模塊上。上述方案中，所述嵌入式通信處理器的通信處理模塊包括有串行管理控制器和串 行通信控制器，通用異步收發(fā)接口電路與串行管理控制器與相連，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口 電路經(jīng)一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路與串行通信控制器相連。上述方案中，所述串行通信控制器的個(gè)數(shù)為4個(gè)。上述方案中，所述晶振為有源晶振。上述方案中，所述電源為+5V的直流電源。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能使多個(gè)串行設(shè)備快速、實(shí)時(shí)、可靠的接入互聯(lián)網(wǎng)， 實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性好，實(shí)現(xiàn)了 URAT或HDLC協(xié)議與TCP/IP協(xié)議的互相轉(zhuǎn)換；同時(shí)能夠動(dòng)態(tài)實(shí) 時(shí)配置和監(jiān)控串行通信參數(shù)，及時(shí)了解通信狀況。為各種串行設(shè)備提供了有效地接入、監(jiān)測(cè) 手段。

圖1為本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施例的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種同步串口通信服務(wù)器的原理示意圖如圖1所示，其硬件部分主要 由電源、與電源相連的嵌入式通信處理器、晶振、閃存、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、數(shù)字復(fù)位電 路、時(shí)鐘電路、后臺(tái)調(diào)試模式調(diào)試端口電路、高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路、通用異步收發(fā)接 口電路和以太網(wǎng)接口電路組成。嵌入式通信處理器為系統(tǒng)的核心處理器，包含嵌入式內(nèi)核、 系統(tǒng)接口單元SIU、通信處理模塊CPM、快速以太網(wǎng)控制器FEC等4個(gè)主要部分。系統(tǒng)接口 單元、通信處理模塊和快速以太網(wǎng)控制器分別與嵌入式PowerPC嵌入式內(nèi)核相連。通信處 理模塊包括有1個(gè)串行管理控制器和4個(gè)串行通信控制器。本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，嵌 入式通信處理器為MPC860T。存儲(chǔ)在嵌入式通信處理器內(nèi)的軟件系統(tǒng)主要由3個(gè)部分構(gòu)成 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks、同步串口通信服務(wù)器板級(jí)支持包BSP以及應(yīng)用、配置程序。 在硬件系統(tǒng)的支持下實(shí)現(xiàn)HDLC或UART格式的串行數(shù)據(jù)與TCP/IP格式的數(shù)據(jù)互相轉(zhuǎn)換；同 時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程配置串口的通信參數(shù)。本實(shí)用新型的電源包括+5V和+3. 3V的直流電源。5V直流電路直接采用外接直流 穩(wěn)壓電源獲得，而3. 3V則通過(guò)5V進(jìn)行DC-DC轉(zhuǎn)換而來(lái)。在我們的設(shè)計(jì)中，采用TPS75233線 性LDOdow-drop)穩(wěn)壓電路，其最大電流為2A。晶振、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路后臺(tái)調(diào)試模式調(diào) 試端口電路外接在嵌入式通信處理器的嵌入式內(nèi)核上。本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例選用IOMHz 有源晶振。時(shí)鐘電路用于處理IOMHz有源晶振，并通過(guò)嵌入式通信處理器內(nèi)部PLL倍頻到 50MHz。復(fù)位電路采用MAX811芯片和LXTH125芯片，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)復(fù)位。 在上電復(fù)位和硬件復(fù)位的過(guò)程中，如果/RSTC0NF為低，則從數(shù)據(jù)線DW 15]采樣硬件復(fù)位 字，反之如果為高，則硬件復(fù)位字選取內(nèi)部默認(rèn)值。后臺(tái)調(diào)試模式調(diào)試端口電路為10針標(biāo) 準(zhǔn)后臺(tái)調(diào)試模式BDM接口，嵌入式通信處理器的后臺(tái)調(diào)試模式為外部開(kāi)發(fā)工具與CPU內(nèi)核 的開(kāi)發(fā)支持邏輯提供了一個(gè)全雙工的串行通信口。閃存FLASH作為操作系統(tǒng)VxWorks和應(yīng) 用程序存儲(chǔ)區(qū)，是一種可以在線擦寫(xiě)，掉電數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)器。具有低功耗、大容量等特 點(diǎn)。同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM的運(yùn)行速度大大快于閃存，并且單位面積存儲(chǔ)容量大和價(jià) 格相對(duì)低廉，但是掉電數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，其主要用作程序運(yùn)行空間，數(shù)據(jù)區(qū)和堆棧區(qū)。閃存和 同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器分布通過(guò)總線與嵌入式內(nèi)核相連。在本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，閃存 采用TE28F320C3BA，而同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器則由兩片HY57V281620HCT組成32為數(shù)據(jù)總線 寬度。以太網(wǎng)接口電路主要由MAC控制器和物理層接口 PHY兩部分組成，以太網(wǎng)接口電 路與快速以太網(wǎng)控制器連接。MPC860T自帶100M快速以太網(wǎng)控制器，外部接LXT972A接入 以太網(wǎng)。MPC860T自帶的以太網(wǎng)控制器可以在半雙工或全雙工模式下提供10M/100M以太 網(wǎng)的接入。通用異步收發(fā)接口電路與串行管理控制器與相連，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路 經(jīng)一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路與串行通信控制器相連。通用異步收發(fā)接口電路用于提供1個(gè)通用異 步收發(fā)UART協(xié)議接口，及可以作為串行調(diào)試用也可以作為通用異步收發(fā)UART協(xié)議數(shù)據(jù)的 接入。高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路則用于提供4個(gè)及擴(kuò)展為4個(gè)以上的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制 HDLC協(xié)議接口，以實(shí)現(xiàn)高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC協(xié)議數(shù)據(jù)接入。由上述硬件和軟件部分所構(gòu)成的本同步串口通信服務(wù)器的工作原理分為三個(gè)部 分系統(tǒng)啟動(dòng)、數(shù)據(jù)協(xié)議格式轉(zhuǎn)換和動(dòng)態(tài)配置監(jiān)控。[0015]1)系統(tǒng)引導(dǎo)啟動(dòng)通信服務(wù)器加電，運(yùn)行romlnit進(jìn)行最小系統(tǒng)的初始話，然后將 操作系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用程序復(fù)制到SDRAM中，接著運(yùn)行OS進(jìn)行硬件的初始化(主要由BSP完 成)，使各個(gè)端口處于工作狀態(tài)，最后引導(dǎo)運(yùn)行應(yīng)用程序(數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序和動(dòng)態(tài)配置監(jiān) 控程序)。2)數(shù)據(jù)協(xié)議格式轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序FreeWindComm是基于多任務(wù)的，每個(gè)任務(wù)完成一 個(gè)獨(dú)立的功能，分別用來(lái)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)端口、高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC和通用異步收發(fā)UART串行 端口。它們接收HDLC或UART來(lái)的數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成IP格式后以TCP或UDP格式發(fā)送到數(shù) 據(jù)處理服務(wù)器；或是接收來(lái)自通信服務(wù)的TCP或UDP數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后以HDLC或UART格式 發(fā)送到指定的串行端口。3)動(dòng)態(tài)配置監(jiān)控動(dòng)態(tài)配置監(jiān)控程序HostServerConfig以C/S模式工作，一部分 運(yùn)行于通信服務(wù)器上，一部分運(yùn)行于配置服務(wù)器上，它們通過(guò)Socket通信。用戶可以通過(guò) 配置服務(wù)器上的程序來(lái)動(dòng)態(tài)配置通信服務(wù)器上5個(gè)串口的通信參數(shù)時(shí)鐘選擇、波特率、通 信模式等。使用HDLC或UART協(xié)議的串行設(shè)備和通信服務(wù)器的串口連接，串行數(shù)據(jù)發(fā)送到通 信服務(wù)器的串行端口，由相應(yīng)的任務(wù)接收數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)換成TCP/IP格式發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中 心；或是數(shù)據(jù)處理中心以TCP/IP格式發(fā)送數(shù)據(jù)到通信服務(wù)器，然后轉(zhuǎn)換成HDLC或UART格 式并通過(guò)指定的端口發(fā)送到相應(yīng)的設(shè)備。配置服務(wù)器可以通過(guò)客戶端友好的配置界面遠(yuǎn)程 動(dòng)態(tài)配置通信服務(wù)各個(gè)串口的通信參數(shù)，使其和相應(yīng)的設(shè)備工作狀態(tài)匹配。本實(shí)用新型提出的同步串口通信服務(wù)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案，充分利用了嵌入式通信處 理器MPC860T和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks的優(yōu)勢(shì)，具有優(yōu)異的實(shí)時(shí)性、可靠性，能夠同 時(shí)提供HDLC或UART設(shè)備的互連網(wǎng)接入；同時(shí)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)配置。系統(tǒng)具 有較好的獨(dú)立性，部署實(shí)施方便。
權(quán)利要求同步串口通信服務(wù)器，其特征在于主要由電源、與電源相連的嵌入式通信處理器、晶振、閃存、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器、數(shù)字復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、后臺(tái)調(diào)試模式調(diào)試端口電路、高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路、通用異步收發(fā)接口電路和以太網(wǎng)接口電路組成；上述嵌入式通信處理器包括嵌入式內(nèi)核、以及與嵌入式內(nèi)核相連的系統(tǒng)接口單元、通信處理模塊和快速以太網(wǎng)控制器；晶振、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和后臺(tái)調(diào)試模式調(diào)試端口電路外接在嵌入式PC嵌入式內(nèi)核上，閃存和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器則分布通過(guò)總線與嵌入式內(nèi)核相連，以太網(wǎng)接口電路與快速以太網(wǎng)控制器連接，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路和通用異步收發(fā)接口電路接于通信處理模塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步串口通信服務(wù)器，其特征在于所述嵌入式通信處理器 的通信處理模塊包括有串行管理控制器和串行通信控制器，通用異步收發(fā)接口電路與串行 管理控制器與相連，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路經(jīng)一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路與串行通信控制器相 連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步串口通信服務(wù)器，其特征在于所述串行通信控制器的 個(gè)數(shù)為4個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步串口通信服務(wù)器，其特征在于所述晶振為有源晶振。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步串口通信服務(wù)器，其特征在于所述電源包括為+5V的 直流電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種同步串口通信服務(wù)器，其嵌入式通信處理器包括嵌入式內(nèi)核、以及與嵌入式內(nèi)核相連的系統(tǒng)接口單元、通信處理模塊和快速以太網(wǎng)控制器；晶振、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和后臺(tái)調(diào)試模式調(diào)試端口電路外接在嵌入式內(nèi)核上，閃存和同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器則分布通過(guò)總線與嵌入式內(nèi)核相連，以太網(wǎng)接口電路與快速以太網(wǎng)控制器連接，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制接口電路和通用異步收發(fā)接口電路接于通信處理模塊上。它能夠?qū)⒋袛?shù)據(jù)靈活、快速、實(shí)時(shí)、可靠地接入互連網(wǎng)中。
文檔編號(hào)H04L29/06GK201699747SQ20102025998
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者劉聯(lián)海, 張會(huì)兵, 楊青, 洪莉, 裴東良, 譚俊松 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)