一种高速实时总线系统及其数据处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高速实时总线系统及其数据处理方法。其中，各个节点装置通过高速实时总线构成一环形连接的拓扑结构；主节点装置通过时钟通道和数据通道分别向拓扑结构中主节点装置的下一级从节点装置发送总线时钟信号和数据信号；各从节点装置接收各自的上一级节点装置发送的总线时钟信号和数据信号，并根据总线时钟信号和数据信号进行数据处理以更新数据信号并将总线时钟信号和更新后的数据信号发送到各自的下一级节点装置，或者对所述总线时钟信号和数据信号进行直通到达各自的下一级节点装置；使得主节点装置获得拓扑结构中各从节点装置的反馈信息。

A high speed real-time bus system and its data processing method

The invention discloses a high-speed real-time bus system and a data processing method thereof. Among them, each node device forms a topology of a ring connection through a high-speed real-time bus, and the main node sends bus clock signals and data signals from the node device to the node device at the next level of the main node device in the topology structure through the clock channel and the data channel; each node receives the upper level nodes of each node from the node device. The bus clock signal and data signal are sent and data processing is processed to update the data signal according to the bus clock signal and data signal and send the bus clock signal and the updated data signal to their respective next level node device, or the bus clock signal and the data signal are directly reached to each other. The next level node device enables the master node device to obtain feedback information from each slave node in the topology.

【技术实现步骤摘要】
一种高速实时总线系统及其数据处理方法
本专利技术涉及一种高速实时总线系统,同时也涉及用于该高速实时总线系统的数据处理方法，属于数据处理

技术介绍
静态CT是一种新颖的CT(ComputedTomography，电子计算机断层扫描)技术方案，其整体结构是采用一整圈探测器和一整圈射线源，通过圆周上各射线源焦点时序放线，从而达到和螺旋CT一样的圆周扫描的目的。这种静态CT理论上不需要转动部件，也就不需要轴承和滑环，结构简单、理论圆周扫描速度快、数据传输速度快。当前，静态CT的影像链是由众多电气子系统(或称为电气节点)组成，这些电气节点可以包括同步高压射线源、图像探测器、扫描架以及病人床等。电气节点之间需要进行时序控制及信息交互。如何提供一种结构简单、实时性高、成本相对较低且容易扩展的高速实时总线来满足静态CT中的数据通信，成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种高速实时总线系统。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种用于上述高速实时总线系统的数据处理方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种高速实时总线系统，包括多个节点装置；所述多个节点装置包括一主节点装置及多个从节点装置；各节点装置均包括输入端口和输出端口；所述各节点装置的输出端口通过高速实时总线连接另一节点装置的输入端口，使所述各个节点装置通过高速实时总线构成一环形连接的拓扑结构；所述高速实时总线包括一路时钟通道及至少一路数据通道；所述主节点装置，用于通过所述时钟通道和数据通道分别向拓扑结构中所述主节点装置的下一级从节点装置发送总线时钟信号和数据信号；各从节点装置，用于接收各自的上一级节点装置发送的总线时钟信号和数据信号，并根据所述总线时钟信号和数据信号进行数据处理以更新所述数据信号并将所述总线时钟信号和更新后的数据信号发送到各自的下一级节点装置，或者对所述总线时钟信号和数据信号进行直通到达各自的下一级节点装置；使得所述主节点装置获得拓扑结构中各从节点装置的反馈信息。其中较优地，所述节点装置还包括信号预处理模块、信号处理模块以及信号后处理模块；所述信号处理模块与所述信号预处理模块和信号后处理模块分别连接；所述信号预处理模块通过所述输入端口连接该节点装置和其上一级节点装置之间的高速实时总线；所述信号后处理模块通过所述输出端口连接该节点装置和其下一级节点装置之间的高速实时总线。其中较优地，在所述节点装置用于发送总线时钟信号和数据信号时，所述节点装置具体用于：通过所述信号处理模块，采用节点装置自身的工作时钟将并行数据按预设协议策略转换为串行数据；通过所述信号后处理模块，将所述节点装置自身的工作时钟根据高速实时总线的电平方式降频到总线时钟，形成总线时钟信号；所述总线时钟和工作时钟的相位关系保持同相；通过所述输出端口，将所述总线时钟信号和串行数据分别同步发送到所述时钟通道和数据通道。其中较优地，在所述节点装置用于接收总线时钟信号和数据信号时，所述节点装置具体用于：通过所述输入端口，分别接收所述时钟通道和数据通道的总线时钟信号和串行数据；通过所述信号预处理模块，将总线时钟信号所表示的总线时钟根据高速实时总线的电平方式倍频到所述节点装置自身的工作时钟；所述工作时钟和总线时钟的相位关系保持同相；通过所述信号处理模块，采用所述节点装置自身的工作时钟将串行数据按预设协议策略转换为并行数据。其中较优地，所述主节点装置还用于生成总线时钟，将所述总线时钟发送到高速实时总线的时钟通道；生成进入初始化总线模式数据帧，并将进入初始化总线模式数据帧连续发送到高速实时总线的数据通道；所述进入初始化总线模式数据帧被连续发送的次数大于等于所述从节点装置的数量；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述进入初始化总线模式数据帧，并进入总线初始化模式；所述主节点装置还用于生成特征码数据帧，并连续发送特征码数据帧到高速实时总线的数据通道；所述特征码数据帧被连续发送的次数大于等于所述从节点装置的数量；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述特征码数据帧；调整从节点装置自身的工作时钟相位，以使得该从节点装置收到的数据帧内容与所述特征码数据帧中的特征码一致；所述主节点装置还用于生成退出初始化总线模式数据帧，并连续发送退出初始化总线模式数据帧到高速实时总线的数据通道；所述退出初始化总线模式数据帧被连续发送的次数大于等于所述从节点装置的数量；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述退出初始化总线模式数据帧，并退出初始化总线模式，进入正常工作模式；所述主节点装置还用于根据拓扑结构中各从节点装置的反馈信息确定各从节点装置是否进入正常工作模式；若各从节点装置均进入正常工作模式，则控制高速实时总线系统进入正常工作模式；若各从节点装置中存在未进入正常工作模式的从节点装置，则控制高速实时总线再次进入初始化总线模式。其中较优地，所述主节点装置还用于在高速实时总线系统为正常工作模式下，向高速实时总线的数据通道发送数据信号；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取数据信号，并解析所述数据信号的帧ID，判断所述数据信号的帧ID与预先设置的从节点装置自身的地址编号是否对应；在所述数据信号的帧ID与预先设置的从节点装置自身的地址编号对应时，根据所述数据信号的数据区中的实际数据内容进行数据处理，形成数据处理结果；所述主节点装置还用于向高速实时总线的数据通道发送与所述数据信号的帧ID相同的另一数据信号；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述另一数据信号，并将所述数据处理结果叠加到所述另一数据信号的数据帧上，并传输到高速实时总线的数据通道上，使得所述主节点装置从高速实时总线的数据通道上获得所述数据处理结果。其中较优地，所述主节点装置还用于在高速实时总线系统为正常工作模式下，向高速实时总线的数据通道发送控制数据信号；所述控制数据信号包括控制帧ID；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述控制数据信号，并将待传输数据叠加到所述控制帧ID对应的控制数据信号中，形成待传输数据信号，将待传输数据信号进行分摊传输到高速实时总线的多条数据通道上；所述待传输数据信号包括所述控制帧ID；除所述从节点装置之外的一至多个从节点装置，用于从高速实时总线的多条数据通道上获取所述控制帧ID对应的待传输数据信号，以获取所述待传输数据。其中较优地，所述主节点装置根据所述反馈信息确定所述各从节点装置的状态。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种用于高速实时总线系统的数据处理方法，包括多个节点装置；所述多个节点装置包括一主节点装置及多个从节点装置；各节点装置均包括输入端口和输出端口；所述各节点装置的输出端口通过高速实时总线连接另一节点装置的输入端口，使所述各个节点装置通过高速实时总线构成一环形连接的拓扑结构；所述高速实时总线包括一路时钟通道及至少一路数据通道；所述数据处理方法包括如下步骤：所述主节点装置通过所述时钟通道和数据通道分别向拓扑结构中所述主节点装置的下一级从节点装置发送总线时钟信号和数据信号；各从节点装置接收各自的上一级节点装置发送的总线时钟信号和数据信号，并根据所述总线时钟信号和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速实时总线系统，其特征在于包括多个节点装置；所述多个节点装置包括一主节点装置及多个从节点装置；各节点装置均包括输入端口和输出端口；所述各节点装置的输出端口通过高速实时总线连接另一节点装置的输入端口，使所述各个节点装置通过高速实时总线构成一环形连接的拓扑结构；所述高速实时总线包括一路时钟通道及至少一路数据通道；所述主节点装置，用于通过所述时钟通道和数据通道分别向拓扑结构中所述主节点装置的下一级从节点装置发送总线时钟信号和数据信号；各从节点装置，用于接收各自的上一级节点装置发送的总线时钟信号和数据信号，并根据所述总线时钟信号和数据信号进行数据处理以更新所述数据信号并将所述总线时钟信号和更新后的数据信号发送到各自的下一级节点装置，或者对所述总线时钟信号和数据信号进行直通到达各自的下一级节点装置；使得所述主节点装置获得拓扑结构中各从节点装置的反馈信息。

【技术特征摘要】
1.一种高速实时总线系统，其特征在于包括多个节点装置；所述多个节点装置包括一主节点装置及多个从节点装置；各节点装置均包括输入端口和输出端口；所述各节点装置的输出端口通过高速实时总线连接另一节点装置的输入端口，使所述各个节点装置通过高速实时总线构成一环形连接的拓扑结构；所述高速实时总线包括一路时钟通道及至少一路数据通道；所述主节点装置，用于通过所述时钟通道和数据通道分别向拓扑结构中所述主节点装置的下一级从节点装置发送总线时钟信号和数据信号；各从节点装置，用于接收各自的上一级节点装置发送的总线时钟信号和数据信号，并根据所述总线时钟信号和数据信号进行数据处理以更新所述数据信号并将所述总线时钟信号和更新后的数据信号发送到各自的下一级节点装置，或者对所述总线时钟信号和数据信号进行直通到达各自的下一级节点装置；使得所述主节点装置获得拓扑结构中各从节点装置的反馈信息。2.如权利要求1所述的高速实时总线系统，其特征在于，所述节点装置还包括信号预处理模块、信号处理模块以及信号后处理模块；所述信号处理模块与所述信号预处理模块和信号后处理模块分别连接；所述信号预处理模块通过所述输入端口连接该节点装置和其上一级节点装置之间的高速实时总线；所述信号后处理模块通过所述输出端口连接该节点装置和其下一级节点装置之间的高速实时总线。3.如权利要求2所述的高速实时总线系统，其特征在于，在所述节点装置用于发送总线时钟信号和数据信号时，所述节点装置具体用于：通过所述信号处理模块，采用节点装置自身的工作时钟将并行数据按预设协议策略转换为串行数据；通过所述信号后处理模块，将所述节点装置自身的工作时钟根据高速实时总线的电平方式降频到总线时钟，形成总线时钟信号；所述总线时钟和工作时钟的相位关系保持同相；通过所述输出端口，将所述总线时钟信号和串行数据分别同步发送到所述时钟通道和数据通道。4.如权利要求2所述的高速实时总线系统，其特征在于，在所述节点装置用于接收总线时钟信号和数据信号时，所述节点装置具体用于：通过所述输入端口，分别接收所述时钟通道和数据通道的总线时钟信号和串行数据；通过所述信号预处理模块，将总线时钟信号所表示的总线时钟根据高速实时总线的电平方式倍频到所述节点装置自身的工作时钟；所述工作时钟和总线时钟的相位关系保持同相；通过所述信号处理模块，采用所述节点装置自身的工作时钟将串行数据按预设协议策略转换为并行数据。5.如权利要求1所述的高速实时总线系统，其特征在于，所述主节点装置还用于生成总线时钟，将所述总线时钟发送到高速实时总线的时钟通道；生成进入初始化总线模式数据帧，并将进入初始化总线模式数据帧连续发送到高速实时总线的数据通道；所述进入初始化总线模式数据帧被连续发送的次数大于等于所述从节点装置的数量；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述进入初始化总线模式数据帧，并进入总线初始化模式；所述主节点装置还用于生成特征码数据帧，并连续发送特征码数据帧到高速实时总线的数据通道；所述特征码数据帧被连续发送的次数大于等于所述从节点装置的数量；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述特征码数据帧；调整从节点装置自身的工作时钟相位，以使得该从节点装置收到的数据帧内容与所述特征码数据帧中的特征码一致；所述主节点装置还用于生成退出初始化总线模式数据帧，并连续发送退出初始化总线模式数据帧到高速实时总线的数据通道；所述退出初始化总线模式数据帧被连续发送的次数大于等于所述从节点装置的数量；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述退出初始化总线模式数据帧，并退出初始化总线模式，进入正常工作模式；所述主节点装置还用于根据拓扑结构中各从节点装置的反馈信息确定各从节点装置是否进入正常工作模式；若各从节点装置均进入正常工作模式，则控制高速实时总线系统进入正常工作模式；若各从节点装置中存在未进入正常工作模式的从节点装置，则控制高速实时总线再次进入初始化总线模式。6.如权利要求5所述的高速实时总线系统，其特征在于，所述主节点装置还用于在高速实时总线系统为正常工作模式下，向高速实时总线的数据通道发送数据信号；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取数据信号，并解析所述数据信号的帧ID，判断所述数据信号的帧ID与预先设置的从节点装置自身的地址编号是否对应；在所述数据信号的帧ID与预先设置的从节点装置自身的地址编号对应时，根据所述数据信号的数据区中的实际数据内容进行数据处理，形成数据处理结果；所述主节点装置还用于向高速实时总线的数据通道发送与所述数据信号的帧ID相同的另一数据信号；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述另一数据信号，并将所述数据处理结果叠加到所述另一数据信号的数据帧上，并传输到高速实时总线的数据通道上，使得所述主节点装置从高速实时总线的数据通道上获得所述数据处理结果。7.如权利要求5所述的高速实时总线系统，其特征在于，所述主节点装置还用于在高速实时总线系统为正常工作模式下，向高速实时总线的数据通道发送控制数据信号；所述控制数据信号包括控制帧ID；所述从节点装置还用于从高速实时总线的数据通道上获取所述控制数据信号，并将待传输数据叠加到所述控制帧ID对应的控制数据信号中，形成待传输数据信号，将待传输数据信号进行分摊传输到高速实时总线的多条数据通道上；所述待传输数据信号包括所述控制帧ID；除所述从节点装置之外的一至多个从节点装置，用于从高速实时总线的多条数据通道上获取所述控制帧ID对应的待传输数据信号，以获取所述待传输数据。8.如权利要求1所述的高速实时总线系统，其特征在于，所述主节点装置根据所述反馈信息确定所述各从节点装置的状态。9.一种用于高速实时总线系统的数据处理方法，其特征在于所述高速实时总线系统包括多个节点装置；所述多个节点装置包括一主节点装置及多个从节点装置；各节点装置均包括输入端口和输出端口；所述各节点装置的输出端口通过高速实时总线连接另一节点装置的输入端口，使所述各个节点装置通过高速实时总线构成一环形连接的拓扑结构；所述高速实时总线包括一路时...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔志立，郭庆良，
申请(专利权)人：北京纳米维景科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11