本实用新型专利技术提供了一种基于FPGA的多路串口管理装置，包括一FPGA、一外部选择器、一第一串行接口、一TTL电平转换芯片以及一CPU组；所述外部选择器以及CPU组均与所述FPGA连接；所述TTL电平转换芯片一端与所述第一串行接口连接，另一端与所述FPGA连接。本实用新型专利技术的优点在于：减少了串口外接数量，可及时上报串口故障，降低了设备的维护成本。
A Multi-channel Serial Port Management Device Based on FPGA
The utility model provides a multi-channel serial port management device based on FPGA, including a FPGA, an external selector, a first serial interface, a TTL level conversion chip and a CPU group; the external selector and the CPU group are connected with the FPGA; the TTL level conversion chip is connected with the first serial interface at one end and the other end is connected with the FPGA. The utility model has the advantages of reducing the number of serial port external connections, timely reporting of serial port faults, and reducing the maintenance cost of equipment.
【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的多路串口管理装置
本技术涉及一种串口管理装置，特别指一种基于FPGA的多路串口管理装置。
技术介绍
通过串口进行调试是设备日常维护中常用的调试方式，对于具有多个串口的大型设备，在设备的内部往往具有多个子系统，分别对应各自用于调试的串口。现有技术中，对于具有多个子系统的设备，通常在主板上设有多个串口，然而对于设备整体而言，由于结构或外观的限制，无法将多个串口同时外接。在无法将多个串口同时外接的情况下，当个别子系统需要进行维护时，存在有如下两种方法：其一是采用telnet方式进行访问，其二是打开机箱，连接对应的串口进行维护。但是这两种方法存在有如下缺陷：方法一中，若子系统网口无法通讯或telnet服务默认未开启，则无法在外部对子系统进行访问；方法二中，打开机箱增大了维护的成本，而且当设备内部的子系统的串口出现故障时，不能及时上报具体哪个串口存在故障。经检索，申请日为2016.01.28，申请号为201610058904.9的中国专利技术专利公开了一种基于FPGA的多路串口通信系统及方法，该专利技术中FPGA的每一路串口与一个锁存器一一对应连接；每一个可读写存储芯片连接至少一个锁存器；利用锁存器分时段接收第一地址信号和第一业务数据，即一一对应的锁存器与串口之间可利用相同的信号线分时段传输第一地址信号和第一业务数据，可减少信号线的使用数量。该专利技术存在有如下问题：每一路串口对应一个锁存器，结构复杂；利用相同的信号线分时段传输数据，但是并未减少需外接的串口数量。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题，在于提供一种基于FPGA的多路串口管理装置，通过该装置来减少串口外接数量，及时上报串口故障，降低维护成本。本技术是这样实现的：一种基于FPGA的多路串口管理装置，包括一FPGA、一外部选择器、一第一串行接口、一TTL电平转换芯片以及一CPU组；所述外部选择器以及CPU组均与所述FPGA连接；所述TTL电平转换芯片的一端与所述第一串行接口连接，另一端与所述FPGA连接。进一步地，所述FPGA包括一第二串行接口、一第三串行接口组、一拨码值读取接口、一译码器以及一I2C接口；所述第二串行接口的一端与所述TTL电平转换芯片连接，另一端与所述译码器连接；所述第三串行接口组的一端与所述译码器连接，另一端与所述CPU组连接；所述拨码值读取接口的输入端与所述外部选择器连接，输出端与所述CPU组连接；所述I2C接口与所述CPU组连接。进一步地，所述译码器上设有一第一寄存器、一第二寄存器以及一第三寄存器。进一步地，所述外部选择器为拨码开关、波段开关或者微动开关。进一步地，所述第一串行接口为RS232接口。进一步地，所述TTL电平转换芯片为TTL232芯片。进一步地，所述CPU组包括一主CPU以及复数个辅CPU；所述主CPU以及辅CPU均与所述FPGA连接。本技术的优点在于：1、通过所述外部选择器进行串口信号的选通，减少了串口外接数量，使得设备可以做得更加小巧便携。2、通过FPGA的后台轮询，可获知哪个子系统的串口存在故障，并及时上报串口故障。3、通过所述外部选择器进行串口信号的选通，设备产生故障时可直接连接相应串口进行调试维护，子系统网口无法通讯或telnet服务未开启时也可调试，不需要打开机箱，降低了维护成本。4、通过FPGA进行集中检测、通道切换、集中传递信息和下发配置，避免了串口数量多时逐个轮询占用CPU过多时间，有效减少CPU资源损耗，提高了效率，且FPGA属于硬件语言，速率快。5、外部选择器信号通过FPGA再接到CPU组，避免了带电拨动对CPU组的影响。6、FPGA通过对第三串行接口组的状态进行查询，实现了在后台轮询子系统串口状态，不需要主CPU的介入，节约了资源。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的说明。图1是本技术一种基于FPGA的多路串口管理装置的电路原理框图。100-串口管理装置，1-FPGA，2-第一串行接口，3-TTL电平转换芯片，4-外部选择器，5-CPU组，11-第二串行接口，12-第三串行接口，13-拨码值读取接口，14-译码器，141-第一寄存器，142-第二寄存器，143-第三寄存器，15-I2C接口，51-主CPU，52-辅CPU。具体实施方式请参照图1所示，本技术一种基于FPGA的多路串口管理装置100的较佳实施例，包括一FPGA1、一外部选择器4、一第一串行接口2、一TTL电平转换芯片3以及一CPU组5；所述外部选择器4以及CPU组5均与所述FPGA1连接；所述TTL电平转换芯片3的一端与所述第一串行接口2连接，另一端与所述FPGA1连接；通过所述外部选择器4进行串口信号的选通，减少了串口外接数量，使得设备可以做得更加小巧便携，当设备空间有限时，可将所述外部选择器4与第一串行接口2集成在一起；通过所述FPGA1进行集中检测、通道切换、集中传递信息和下发配置，避免了串口数量多时逐个轮询占用CPU过多时间，有效减少CPU资源损耗，提高了效率，且所述FPGA1属于硬件语言，速率快。所述FPGA1包括一第二串行接口11、一第三串行接口组12、一拨码值读取接口13、一译码器14以及一I2C接口15；所述第二串行接口11的一端与所述TTL电平转换芯片3连接，另一端与所述译码器14连接；所述第三串行接口组12的一端与所述译码器14连接，另一端与所述CPU组5连接，所述译码器14用于对逻辑单元进行选通；所述拨码值读取接口13的输入端与所述外部选择器4连接，输出端与所述CPU组5连接；所述拨码值读取接口13用于读取所述外部选择器4的拨码值；所述I2C接口15与所述CPU组5连接，具体为与所述主CPU51连接，用于主CPU51接收FPGA1上报的串口故障信息和主CPU51对FPGA1下达控制指令。所述译码器14上设有一第一寄存器141、一第二寄存器142以及一第三寄存器143；所述第一寄存器141用于存储当前串口序号，所述第二寄存器142用于存储后台查询串口序号，所述第三寄存器143用于存储标志位信息。所述外部选择器4为拨码开关、波段开关或者微动开关；所述外部选择器4信号通过FPGA14再接到CPU组5，避免了带电拨动对所述CPU组5的影响；在拨码开关输出端有设计TVS管进行保护，防止开关拨动时尖峰干扰或浪涌对所述FPGA1的接口产生影响，所以即使上电情况下不断拨动拨码开关，也能保护后级的所述FPGA1以及及CPU组5不被损坏；所述外部选择器4只需n个段位就可以访问2n个内部串口(n为正整数)，每增加一个内部串口选路需求，边际成本低。所述第一串行接口2为RS232接口。所述TTL电平转换芯片3为TTL232芯片，用于将RS232接口传输过来的信号转换为TTL电平信号。所述CPU组5包括一主CPU51以及复数个辅CPU52；所述主CPU51以及辅CPU52均与所述FPGA1连接，所述主CPU51采用MediaTek的MT7621A。本技术工作原理：串口设备连接所述第一串行接口2；通过拨码开关设置选通的串口为连接所述主CPU51的串口，所述拨码值读取接口13对拨码开关的信号进行去抖动，并将拨码值信号传输至所述译码器14，译码器14选通主CPU51的串口；所述T本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于FPGA的多路串口管理装置，其特征在于：包括一FPGA、一外部选择器、一第一串行接口、一TTL电平转换芯片以及一CPU组；所述外部选择器以及CPU组均与所述FPGA连接；所述TTL电平转换芯片的一端与所述第一串行接口连接，另一端与所述FPGA连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的多路串口管理装置，其特征在于：包括一FPGA、一外部选择器、一第一串行接口、一TTL电平转换芯片以及一CPU组；所述外部选择器以及CPU组均与所述FPGA连接；所述TTL电平转换芯片的一端与所述第一串行接口连接，另一端与所述FPGA连接。2.如权利要求1所述的一种基于FPGA的多路串口管理装置，其特征在于：所述FPGA包括一第二串行接口、一第三串行接口组、一拨码值读取接口、一译码器以及一I2C接口；所述第二串行接口的一端与所述TTL电平转换芯片连接，另一端与所述译码器连接；所述第三串行接口组的一端与所述译码器连接，另一端与所述CPU组连接；所述拨码值读取接口的输入端与所述外部选择器连接，输出端与所述CPU组连接；所述I2...
【专利技术属性】
技术研发人员：高计丰，曾清祺，陈传前，
申请(专利权)人：福建星网智慧科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35
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