一种通信协议转换装置及转换方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种通信协议转换装置及转换方法，包括：ARM处理器，用于与工程师站进行通信，采用与工程师站相同的通信协议，完成与工程师站通信时的解包、封包；FPGA模块采用与安全级设备相同的通信协议，与ARM处理器、第一光纤模块分别信号连接；FPGA模块用于接收ARM处理器的信号并经协议转换后传输至第一光纤模块；用于接收第一光纤模块的信号并经协议转换后传输至ARM处理器；第一光纤模块用于将FPGA模块的电信号转换为光信号、通过光信号与安全级设备进行通信。本发明专利技术的目的在于提供一种通信协议转换装置及转换方法，以解决现有技术中的转换装置集成在小空间内存在严重干扰的问题，实现提高隔离效果、在小空间内也能够具有稳定的通信质量的目的。

A communication protocol conversion device and conversion method

The invention discloses a communication protocol conversion device and conversion method, including: ARM processor, is used to communicate with the engineer station, using the same communication protocol and engineer station, complete the communication when unpacking, packet and engineer station; FPGA module using the same and a communication protocol by security level signals are respectively connected with the ARM a processor, a first optical fiber module; FPGA module for receiving a signal processor ARM and the protocol conversion is transmitted to the first optical fiber module used for receiving signals; the first optical fiber module and protocol conversion by transmitting to the ARM processor; the first optical fiber module used for signal FPGA module is converted into optical signal through the optical signal, and security communication equipment. The purpose of the invention is to provide a communication protocol conversion device and conversion method, to solve the transformation of existing technology in integrated device has serious interference problems in a small space, can improve the isolation effect, in a small space can also have a stable quality for the purpose of communication.

【技术实现步骤摘要】
一种通信协议转换装置及转换方法
本专利技术涉及仪控系统领域，具体涉及一种通信协议转换装置及转换方法。
技术介绍
在核电领域数字化仪控系统中，工程师站和安全级设备使用的是不同的通信协议，工程师站要对安全级设备进行下装配置，安全级设备的状态数据需要上传到工程师站，所以在传输过程中必须进行通信协议的转换，在进行通信协议的转换时，需要满足安全性、可靠性和可用性的要求。随着数字化仪控技术的发展，控制系统的小型化、对于设备的空间性能要求等已经越来越高；同时，由于电子设备的增多，导致使用环境的复杂化程度快速提高，对于设备的安全性和可靠性提出了更高的要求。随着通信速率的提高，数据量的增大，对于通信设备的性能要求也越来越高。然而，现有的用于数字化仪控系统中的通信协议转换装置大都结构复杂、一旦集成在小空间内则相互之间存在严重干扰。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通信协议转换装置及转换方法，以解决现有技术中的转换装置集成在小空间内存在严重干扰的问题，实现提高隔离效果、在小空间内也能够具有稳定的通信质量的目的。本专利技术通过下述技术方案实现：一种通信协议转换装置，包括：ARM处理器，用于与工程师站进行通信，采用与工程师站相同的通信协议，完成与工程师站通信时的解包、封包；FPGA模块，采用与安全级设备相同的通信协议，与ARM处理器、第一光纤模块分别信号连接；所述FPGA模块用于接收ARM处理器的信号并经协议转换后传输至第一光纤模块；用于接收第一光纤模块的信号并经协议转换后传输至ARM处理器；第一光纤模块，用于将FPGA模块的电信号转换为光信号、通过光信号与安全级设备进行通信。针对现有技术中转换装置集成在小空间内存在严重干扰的问题，专利技术人在经过大量分析研究后认为，现有的转换设备在下装和反馈过程中由相同的部件进行转换，导致相互之间干扰严重，从而导致不便集成在狭小的空间内。因此，本专利技术提出一种通信协议转换装置，包括ARM处理器、FPGA模块、第一光纤模块。ARM处理器，又叫做RISC微处理器，全称为AcornRISCMachine，在本专利技术中将其采用与工程师站相同的通信协议，实现与工程师站之间的直接通信。FPGA模块，即现场可编程逻辑门阵列模块，在本专利技术中将其采用与安全级设备相同的通信协议，实现与安全级设备之间的通信。本装置使用第一光纤模块与安全级设备进行直接的通信，便于通过第一光纤模块实现电信号和光信号的高效转换，确保传输性能。当工程师站要对安全级设备进行下装配置时，由ARM处理器接收工程师站信号，ARM处理器解包后传输至所述FPGA模块，由FPGA模块将数据按照自身通信协议重新进行封包、并传输至第一光纤模块，第一光纤模块将接收到的电信号转换为光信号，传输至安全级设备。当安全级设备的状态数据需要上传到工程师站时，安全级设备向第一光纤模块发出状态数据包，由第一光纤模块将数据包由光信号转换为电信号后传输至FPGA模块，由FPGA模块将数据包进行解封并传输至ARM处理器，由ARM处理器按照自身通信协议重新进行封包、并传输至工程师站。本专利技术使用ARM处理器和FPGA模块相结合的控制方法，下装和反馈过程中的协议转换独立进行，两者不再由同一个部件同时进行，因此相互之间的干扰极低，从而实现下装和反馈过程中的协议转换隔离，使得能够将整个装置集成在狭小的空间内进行使用，同时由于相互之间干扰显著降低，因此相较于现有技术还能够确保稳定的通信质量。进一步的，所述FPGA模块与第一光纤模块之间连接电平转换装置，所述电平转换装置用于将FPGA模块的信号转换为差分电平信号。即是使用一根传输线传输同相信号，另一根传反相信号，使得差值最大，以此进一步提高抗干扰的能力。进一步的，还包括物理层芯片，所述物理层芯片分别与ARM处理器、第二光纤模块连接；所述物理层芯片用于将ARM处理器的数字信号转换为电平信号，所述第二光纤模块用于将物理层芯片的电平信号转换为光信号向工程师站传输。即是在工程师站与ARM处理器之间设置依次设置第二光纤模块、物理层芯片，利用第二光纤模块进行光信号和电信号之间的切换，利用物理层芯片进行信号转换，便于信号传输，同时能够使得数据传输的效率与稳定性都能有极大的提升，确保本装置与工程师站之间的通信质量。其中物理层芯片使用现有的物理层芯片即可，在此不做赘述。优选的，所述ARM处理器和FPGA模块之间通过外部储存器接口进行连接。外部储存器接口，即EMIF接口，在其上进行交换的数据是两侧分别通过ARM处理器、FPGA模块进行解包后的数据，因此通过外部储存器接口还能够达到通信隔离的效果。优选的，所述ARM处理器与工程师站之间使用光纤作为通信介质。通过光纤传输的方式提高稳定性，实现电气隔离的效果。优选的，还包括金属外壳，所述ARM处理器、FPGA模块、第一光纤模块均位于金属外壳内。通过金属外壳进行屏蔽，避免外部电磁干扰，以此确保本专利技术物理屏蔽的效果。优选的，所述金属外壳表面设置电源接口，所述电源接口用于为ARM处理器、FPGA模块、第一光纤模块供电。通过电源接口接入电源，从而能够方便的为金属外壳内部的设备进行供电，使得本设备能够灵活方便的进行移动；此外，还能够在电源接口内串联电源保护模块、浪涌保护模块等，从而避免浪涌现象对ARM处理器、FPGA模块、第一光纤模块等造成干扰，以此进一步提高数据传输的稳定性。优选的，所述FPGA模块内生成两个先入先出队列，两个先入先出队列分别用于向ARM处理器、第一光纤模块之间的信号传输。在FPGA模块内生成两个先入先出队列，用来缓存接收和发送的数据，使得数据传输更加稳定，避免数据拥堵，实现通道隔离。还包括与所述ARM处理器相连的调试接口。使得工作人员可以通过调试接口对本专利技术进行就地调试，提高本专利技术的使用方便性。一种通信协议转换方法，使用与工程师站具有相同通信协议的ARM处理器；与安全级设备具有相同通信协议的FPGA模块；转换包括下装过程、反馈过程：下装过程：采用所述ARM处理器接收工程师站信号，由ARM处理器解包后传输至所述FPGA模块，由FPGA模块将数据按照自身通信协议重新进行封包、并传输至第一光纤模块，第一光纤模块将接收到的电信号转换为光信号，传输至安全级设备；反馈过程：安全级设备向第一光纤模块发出状态数据包，由第一光纤模块将数据包由光信号转换为电信号后传输至FPGA模块，由FPGA模块将数据包进行解封并传输至ARM处理器，由ARM处理器按照自身通信协议重新进行封包、并传输至工程师站。本方法使用ARM处理器和FPGA模块相结合进行控制，下装和反馈过程中的协议转换独立进行，两者不再由同一个部件同时进行，因此相互之间的干扰极低，从而实现下装和反馈过程中的协议转换隔离，使得能够将整个装置集成在狭小的空间内进行使用，同时由于相互之间干扰显著降低，因此相较于现有技术还能够确保稳定的通信质量。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术一种通信协议转换装置及转换方法，当工程师站要对安全级设备进行下装配置时，由ARM处理器接收工程师站信号，ARM处理器解包后传输至所述FPGA模块，由FPGA模块将数据按照自身通信协议重新进行封包、并传输至第一光纤模块，第一光纤模块将接收到的电信号转换为光信号，传输至安全级设备。当安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信协议转换装置，其特征在于，包括：ARM处理器，用于与工程师站进行通信，采用与工程师站相同的通信协议，完成与工程师站通信时的解包、封包；FPGA模块，采用与安全级设备相同的通信协议，与ARM处理器、第一光纤模块分别信号连接；所述FPGA模块用于接收ARM处理器的信号并经协议转换后传输至第一光纤模块；用于接收第一光纤模块的信号并经协议转换后传输至ARM处理器；第一光纤模块，用于将FPGA模块的电信号转换为光信号、通过光信号与安全级设备进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种通信协议转换装置，其特征在于，包括：ARM处理器，用于与工程师站进行通信，采用与工程师站相同的通信协议，完成与工程师站通信时的解包、封包；FPGA模块，采用与安全级设备相同的通信协议，与ARM处理器、第一光纤模块分别信号连接；所述FPGA模块用于接收ARM处理器的信号并经协议转换后传输至第一光纤模块；用于接收第一光纤模块的信号并经协议转换后传输至ARM处理器；第一光纤模块，用于将FPGA模块的电信号转换为光信号、通过光信号与安全级设备进行通信。2.根据权利要求1所述的一种通信协议转换装置，其特征在于，所述FPGA模块与第一光纤模块之间连接电平转换装置，所述电平转换装置用于将FPGA模块的信号转换为差分电平信号。3.根据权利要求1所述的一种通信协议转换装置，其特征在于，还包括物理层芯片，所述物理层芯片分别与ARM处理器、第二光纤模块连接；所述物理层芯片用于将ARM处理器的数字信号转换为电平信号，所述第二光纤模块用于将物理层芯片的电平信号转换为光信号向工程师站传输。4.根据权利要求1所述的一种通信协议转换装置，其特征在于，所述ARM处理器和FPGA模块之间通过外部储存器接口进行连接。5.根据权利要求1所述的一种通信协议转换装置，其特征在于，所述ARM处理器与工程师站之间使用光纤作为通信介质。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明星，马权，罗琦，吴志强，王松，秦官学，王远兵，曾少立，梁建，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川,51