本发明专利技术公开了一种通讯协议处理器，用于监控主机与采用多种协议的监控外设之间的通信，该处理器包括：用于与监控主机连接的监控接口；用于与监控外设连接的控制接口；控制单元，配置为将来自监控接口的指令译码处理，以及生成控制处理器的各个部件的控制信号；与控制单元连接的波特率发生器，配置为根据基于协议的操作指令输出分频后的时钟；与波特率发生器连接的协议模块，配置为根据来自控制单元的控制信号和分频后的时钟，控制控制接口与监控接口之间的数据传输。本发明专利技术可以支持多种串行通讯协议，适用范围非常广，应用灵活便利。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机通讯技术，尤其涉及一种通讯协议处理器。
技术介绍
随着工业自动化控制技术的高速发展，基于计算机通讯技术的实时监控系统在工业生产过程中起到越来越重要的作用。目前，实时监控系统广泛运用现场总线技术，这需要采用大量数字化的具有远程通讯功能的智能仪表或设备。而这些智能仪表或设备必须以某种标准的通讯协议与远程监控主机进行通讯。由于目前存在多种现场总线协议标准，智能仪表或设备相应采用了不同的协议标准，因此，当监控系统进行监控时，就会遇到多种采用了不同协议标准的智能仪表或设备同时与监控计算机进行通讯的不兼容的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种通讯协议处理器，用于监控主机与采用多种协议的监控外设之间的通信，该处理器包括:用于与监控主机连接的监控接口 ；用于与监控外设连接的控制接口 ；控制单元，配置为将来自监控接口的指令译码处理，并生成控制所述通讯协议处理器的各个部件的控制信号；与控制单元连接的波特率发生器，配置为根据基于上述协议的操作指令输出分频后的时钟；与波特率发生器连接的协议模块，配置为根据控制信号和上述协议的时钟，将来自监控接口的待发送的并行数据转换成串行数据后向所述控制接口传输，和/或将来自控制接口的串行数据转换成并行数据后向所述监控接口传输。一方面，本专利技术的通讯协议处理器具备算数逻辑运算功能，可以进行复杂的运算，实现多种功能；另一方面，本专利技术的通讯协议处理器解决了监控系统在监控过程中遇到多种采用了不同协议标准的智能仪表或设备同时与监控计算机进行通讯时的不兼容的问题，使得应用更便利，更灵活，适用范围更广。【附图说明】图1为本专利技术一实施方式的通讯协议处理器的结构示意图；图2为本专利技术另一实施方式的通讯协议处理器的结构示意图；图3为本专利技术一实施方式的通讯协议处理器执行指令集中的指令的流程示意图；图4为本专利技术一实施方式的算数逻辑运算指令的格式示意图；图5为图4中的算数逻辑运算指令的格式的位域的意义和功能示意图；图6为本专利技术一实施方式的PRT_CTRL指令的格式示意图；图7为本专利技术一实施方式的BR_CTRL指令的格式示意图；图8为本专利技术一实施方式的TR指令的格式示意图；图9为本专利技术一实施方式的RE指令的格式示意图；图10为本专利技术一实施方式的V_STATE指令的格式示意图。【具体实施方式】本专利技术的上述以及其它的特征和优点将从以下结合附图对本专利技术的各种实施方式的说明中得到体现。这些附图和实施方式的提供仅是示例性，并非构成对本专利技术的范围的限制。图1示意性地显示了本专利技术的一种实施方式的通讯协议处理器100的结构。该通讯协议处理器100可用于监控主机200与采用各种通讯协议的监控外设300之间的通信。其中，监控外设300可以是多台分别采用UART、I2S、I2C、CAN、SSI等多种串行通讯协议的智能仪表或设备。如图1所示，该通讯协议处理器100包括:用于与监控主机200通信的监控接口 10 ;用于与监控外设300通信的控制接口 8 ;控制单元1，配置为将来自监控接口 10的监控指令译码处理，并生成控制通讯协议处理器100的各个部件(例如波特率发生器4、协议模块7、控制接口 8等)的信号；与控制单元I连接的波特率发生器4，配置为根据基于协议的操作指令输出分频后的时钟；与波特率发生器4连接的协议模块7，配置为根据控制信号和协议的时钟，将来自监控接口 10的待发送的并行数据转换成串行数据，以及将转换后的串行数据向控制接口 8传输，和/或将来自控制接口 8的串行数据转换成并行数据，以及将转换后的并行数据向监控接口 10传输。图2为本专利技术另一实施方式的通讯协议处理器的结构示意图。该通讯协议处理器100在上述图1的基础上增加了一些硬件，使其功能更加强大。如图2所示，该通讯协议处理器100包括:控制单元1、算数逻辑运算单元2、寄存器堆3、波特率发生器4、发送数据缓存器5、接收数据缓存器6、协议模块7、控制接口 8、中断控制器9和监控接口 10。其中，控制单元I包括:用于指示指令的地址并进行指令计数的指令计数器11，用于存放从监控接口 10读取的指令的指令寄存器12，根据指令寄存器12中的指令执行译码，生成具体操作信息的指令译码器13，根据具体操作信息，向该处理器的各个部件(如:算数逻辑运算单元2、寄存器堆3、波特率发生器4、发送数据缓存器5、接收数据缓存器6、协议模块7等)发出控制信号的操作控制器14。控制信号由指令集中的指令生成，该指令集包括:算数逻辑运算指令和串行协议操作指令。算数逻辑运算单元2配置为根据控制信号执行算术运算和逻辑运算，使得该通讯协议处理器100可以进行复杂的运算，实现多种功能。寄存器堆3用于存放待处理的数据和/或已经处理的数据和/或中断信息，本实施方式中寄存器堆3包括寄存器RO?R15。波特率发生器4，配置为根据控制单元I发送的协议操作指令对时钟进行分频，以生成对应于该协议的时钟。该波特率发生器4包括与协议相对应的UART波特率发生器41、SSI波特率发生器42、12C波特率发生器43、12S波特率发生器44、CAN波特率发生器45等。发送数据缓存器5分别与控制单元I和协议模块7连接，可以根据控制单元I的控制命令，缓存执行协议指令过程中所需要的数据(例如，该数据来自监控主机200中的RAM)。发送数据缓存器5包括与协议对应的UART发送数据缓冲器51、SSI发送数据缓冲器52、I2C发送数据缓冲器53、I2S发送数据缓冲器54、CAN发送数据缓冲器55等。接收数据缓存器6分别与控制单元I和协议模块7连接，可用于缓存来自协议模块7的并行数据，直到接收到控制单元1，将接收数据缓存器6中的数据读到寄存器堆3中的命令为止。该接收数据缓存器6包括与各种协议对应的UART接收数据缓冲器61、SSI接收数据缓冲器62、I2C接收数据缓冲器63、I2S接收数据缓冲器64、CAN接收数据缓冲器65等。协议模块7包括UART控制器71、SSI控制器72、I2C控制器73、I2S控制器74、CAN控制器75等，这些控制器中包含多个控制寄存器(例如，控制寄存器0、控制寄存器1、控制寄存器2、控制寄存器3等，这些控制寄存器未在图中表示)，用来存放对应各种协议的(例如UART、SS1、I2C、I2S、CAN等协议)控制参数(例如串行时钟速率、帧格式、数据帧长度、发送/接收使能、主/从选择等)。该协议模块7主要的功能有两个:一是，根据控制单元I的命令，将来自发送数据缓存器5中的并行数据经过相应通讯协议的控制器模块(例如UART控制器71、SSI控制器72、I2C控制器73、I2S控制器74、CAN控制器75等)的并转串逻辑模块和发送控制逻辑等模块(图中未进行标示)将并行数据转换成串行数据后发送给控制接口 8，最终发送给对应的各种监控外设300 (例如，UART外设、SSI外设、I2C外设、I2S外设、CAN外设等)；二是，将各种监控外设300中的数据通过相应协议模块7(例如，UART控制器71、SSI控制器72、I2C控制器73、I2S控制器74、CAN控制器75等)中的串转并逻辑模块和接收控制逻辑等模块(图中未进行标示)将串行数据转换成并行数据，以及将转换后的并行数据输出给对应各种协议的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通讯协议处理器，用于监控主机(200)与采用多种协议的监控外设(300)之间的通信，所述处理器包括：用于与所述监控主机(200)连接的监控接口(10)；用于与所述监控外设(300)连接的控制接口(8)；控制单元(1)，配置为将来自所述监控接口(10)的指令译码处理，以及生成控制所述处理器的各个部件的控制信号；与所述控制单元(1)连接的波特率发生器(4)，配置为根据基于所述协议的操作指令输出分频后的时钟；与所述波特率发生器(4)连接的协议模块(7)，配置为根据来自所述控制单元(1)的控制信号和所述分频后的时钟，控制所述控制接口(8)与所述监控接口(10)之间的数据传输。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：牛英山，刘东梅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十七研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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