本发明专利技术公开了一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，包括主端设备和从端设备，主端设备和从端设备使用两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，其特征在于：所述主端设备和从端设备内部均采用两个接口定义一致的光纤航插连接器，及同样型号的两个单收单发光电转换模块，两个光纤航插连接器在主端设备和从端设备内部分别连接在两个单收单发光电转换模块上，主端设备和从端设备通过外部两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，组成一套物理上的两组收发连接的冗余备份，本发明专利技术可实现不同信号类型和同一类型信号不同数量的混合无压缩传输，而且可通过对光纤通道数据传输的异常进行检测，进行自动冗余切换，保证了传输的可靠性。
An optical fiber transmission device with redundancy based on FPGA
【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置
本专利技术涉及光纤
，具体是一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置。
技术介绍
相对于传统的电介质传输，光纤传输具有频带宽，传输距离远，损耗小，重量轻，体积小，抗电磁干扰，传输质量佳，保密性好，节约金属材料等诸多优点，已在音视频及各种信号传输领域得到广泛的应用。目前的光纤传输设备，主要存在以下几种形式：一种是采用专用集成芯片来传输某一特定类的信号如视频，音频，串口，USB，IO等，可传输信号的种类和数量都受限制，另一种是采用可编程器件FPGA处理来传输，可传输某几个特定类信号，主要限于视频+音频或者视频+串口等类型，可传输种类不丰富和可传输数量不足，而且上述两种方式还有一个共同的缺点就是无法应用在对传输可靠性要求较高的场合，没有冗余功能，基本采用的是单路传输方式，当光纤通道上传输出现物理损坏或传输数据出现异常时，会造成整个传输系统工作失效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，包括主端设备和从端设备，主端设备和从端设备使用两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接。所述主端设备和从端设备内部均采用两个接口定义一致的光纤航插连接器，及同样型号的两个单收单发光电转换模块，两个光纤航插连接器在主端设备和从端设备内部分别连接在两个单收单发光电转换模块上，主端设备和从端设备通过外部两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，组成一套物理上的两组收发连接的冗余备份。作为本专利技术的进一步方案：一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，包括主端设备和从端设备，主端设备和从端设备使用两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接。其特征在于：所述主端设备和从端设备内部均采用两个接口定义一致的光纤航插连接器，及同样型号的两个单收单发光电转换模块，两个光纤航插连接器在主端设备和从端设备内部分别连接在两个单收单发光电转换模块上，主端设备和从端设备通过外部两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，组成一套物理上的两组收发连接的冗余备份。作为本专利技术的进一步方案：所述主端设备和从端设备的FPGA芯片，通过FPGA内部软硬件编程及配置连接不同种类和数量的外设接口芯片，实现不同信号类型和同一类型信号多个数量的混合可配置光纤传输。作为本专利技术的进一步方案：所述主端设备和从端设备的FPGA芯片，可通过对光纤通道数据传输的异常进行检测，进行自动冗余切换光纤传输通道。作为本专利技术的进一步方案：所述主端设备和从端设备均内置AC转DC电源模块，从端设备还配一个AC转DC12V和5V双通道电压输出模块，满足扩展外设接口设备的供电需求。作为本专利技术的进一步方案：通过增加外部高速双向双芯光纤线缆数量，光纤航插连接器芯数，光收发模块收发通道数量，可进一步扩大可光纤传输的视频，音频，CAN,串口，USB，IO等信号类型的数量。作为本专利技术的进一步方案：所述主端设备和从端设备都具有独立的发送和接收部分，是互相独立并行工作。作为本专利技术的进一步方案：所述FPGA芯片内部按照传输信号类型及速率进行分类，经数据格式打包后，再分别经过FPGA内部FIFO缓冲后，在内部混合数据发送状态机的控制下，插入发送起始符，空闲符，结束符号，CRC校验等数据符进行协议处理，经过协议处理的各类传输信号按所占位宽进行特定的位置排列后，经冗余发送模块同时发送到独立的两路高速串行模块的64位宽数据并行端口上，再经高速串行模块转换为两路独立的高速串行电信号，发送给外部两个独立光收发模块。作为本专利技术的进一步方案：所述FPGA内部高速串行收发模块的并行端口恢复出两路独立的64位宽数据，经FPGA内部冗余二选一模块判断接收到的两路冗余64位并行数据，有无异常或错误；当两路数据都正常时，任选一路处理，当一路异常时，选择另一路；当两路均异常时持续判断，直到某一路为正常，被选择到的一路正常64位宽数据，在混合数据接收状态机处理和控制下，按照发送端位宽特定的位置排列进行数据分配，其中视频信号先经过外部DDR3存储器组缓存处理，再和其它信号经FPGA内部对应FIFO缓冲后，经数据格式恢复处理，分别送入到外部各类接口芯片，还原为发送端信号提供给外设设备。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用FPGA芯片具有的多个高速收发接口模块和数量众多且可配置的IO接口及内部可重复编程的特点，采用外部两个冗余光纤航插连接器和两个冗余的光电转换模块搭建冗余光电接口，通过外部两套冗余的高速双向双芯光纤线缆连接，并在不同信号类型和数量的音视频编解码器，串口电平转换器，CAN协议转换器，USB协议转换器，IO接口电平转换器等接口外设芯片的配合下，通过FPGA内部软硬件编程，可实现不同信号类型和同一类型信号不同数量的混合无压缩传输，而且可通过对光纤通道数据传输的异常进行检测，进行自动冗余切换，保证了传输的可靠性；该装置可涵盖常用计算机接口，工业CAN接口，音视频传输及显示等接口，具有很强的通用性，在机载，船舶，车载，地面测试，工业现场等对传输距离和可靠性有较高的要求的领域和场合具有广泛用途。附图说明图1是本专利技术的组成示意图。图2是本专利技术主端设备内部FPGA收发处理单元工作流程示意图。图3是本专利技术从端设备内部FPGA收发处理单元工作流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，实施例1：本专利技术实施例中，一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，包括一套主端设备和一套从端设备，主端设备和从端设备内部均采用两个接口定义一致的光纤航插连接器，及同样型号的两个单收单发光电转换模块，两个光纤航插连接器在主端设备和从端设备内部分别连接在两个单收单发光电转换模块上，主端设备和从端设备通过外部两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，组成一套物理上的两组收发连接的冗余备份。主端设备和从端设备各采用一片Xilinx公司的K7系列芯片大容量FPGA芯片，利用FPGA芯片具有的多个高速串行收发接口和数量众多且可灵活配置的数据IO接口的特点，FPGA芯片的高速串行收发接口与光电转换模块相连，FPGA芯片的数据IO接口与音视频编解码器，串口电平转换器，CAN协议转换器，USB协议转换器，IO接口电平转换器等外设接口芯片相连；从端设备FPGA芯片外部连接有大容量DDR3存储器组，用于接收视频数据缓冲处理；主端设备和从端设备的FPGA芯片，通过FPGA内部软硬件编程及配置连接不同种类和数量的外设接口芯片，实现不同信号类型和同一类型信号多个数量的混合可配置光纤传输；主端设备和从端设备的FPGA芯片，可通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，包括主端设备和从端设备，主端设备和从端设备使用两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，其特征在于：所述主端设备和从端设备内部均采用两个接口定义一致的光纤航插连接器，及同样型号的两个单收单发光电转换模块，两个光纤航插连接器在主端设备和从端设备内部分别连接在两个单收单发光电转换模块上，主端设备和从端设备通过外部两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，组成一套物理上的两组收发连接的冗余备份。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，包括主端设备和从端设备，主端设备和从端设备使用两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，其特征在于：所述主端设备和从端设备内部均采用两个接口定义一致的光纤航插连接器，及同样型号的两个单收单发光电转换模块，两个光纤航插连接器在主端设备和从端设备内部分别连接在两个单收单发光电转换模块上，主端设备和从端设备通过外部两套独立的高速双向双芯光纤线缆连接，组成一套物理上的两组收发连接的冗余备份。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，其特征在于，所述主端设备和从端设备各采用一片Xilinx公司的K7系列芯片大容量FPGA芯片，FPGA芯片的高速串行收发接口与光电转换模块相连，FPGA芯片的数据IO接口与音视频编解码器，串口电平转换器，CAN协议转换器，USB协议转换器，IO接口电平转换器等外设接口芯片相连；从端设备FPGA芯片外部连接有大容量DDR3存储器组，用于接收视频数据缓冲处理。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，其特征在于，所述主端设备和从端设备的FPGA芯片，通过FPGA内部软硬件编程及配置连接不同种类和数量的外设接口芯片，实现不同信号类型和同一类型信号多个数量的混合可配置光纤传输。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，其特征在于，所述主端设备和从端设备的FPGA芯片，可通过对光纤通道数据传输的异常进行检测，进行自动冗余切换光纤传输通道。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA具有冗余功能的光纤传输装置，其特征在于，所述主端设备和从端设备均内置AC转DC电源模块，从端设备还配一个AC转DC12V和5V双通道电压输出模块，满足扩展外设接口设备的供电需...
【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，郎立国，
申请(专利权)人：中航华东光电上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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