一种传输多路数据的双线同步高速传输系统技术方案

本发明专利技术提供一种传输多路数据的双线同步高速传输系统，包括：主机、传输线、从机、多个待采集模块；传输线包括一根时钟线和一根数据线。传输开始时刻，主机产生帧同步有效电平并输出到时钟线上，从机中检测到帧同步有效电平后，把多个待采集模块的输出数据按位合成一个数据序列，并做好传输准备，主机在维持帧同步电平若干个同步时钟周期有效后，输出同步时钟，从机通过数据线同步发送合成的数据序列，主机则同步接收数据，接收完该数据序列后，还原成对应的待采集数据，并输出数据帧同步有效电平，启动下一次传输。本发明专利技术可以高速传输多路数据，具有较高的实时性和可靠性以及连接线少的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种传输多路数据的双线同步高速传输系统
本专利技术属于串行数据传输领域，尤其涉及一种传输多路数据的双线同步高速传输系统。
技术介绍
在高电压、强干扰以及一些恶劣环境中，需要将现场采集到的数据比如电流、电压、温度以及开关状态等实时波形信息远程隔离传输给控制中心。要求传输间隔短，可靠性高。一般采用有线传输，为了减少连接线，一般采用串行传输，其中又以两线制传输较多。一种方法是采用网络传输，这种方法具有较高的传输速度，但协议较复杂，适用于传输大容量数据，但对于传输等间隔的实时波形数据，网络传输效率不高，实施成本较高。另一种方法是采用通用异步串行协议通过232接口或485接口进行传输，这种方法传输速度较慢，无法实现实时波行数据的高速传输。第三种方法是采用通用同步串口传输，这种方法可以取得较高的传输效率，可以一次性高速传输大容量数据。但用在实时波形数据传输中，需要在短间隔时间内识别数据帧，而通用同步串口数据帧同步方法是在数据口接收到匹配的同步字符串，这一过程时间较长，限制了其在实时波形采集中的应用。从数据帧组成方式看，现有的传输方式一般是在一定时间内采集到足够的数据量，再加上时标后，然后一次性传输给上位机，上位机根据时标来识别和同步接收到的数据，实现过程较为复杂。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述技术问题而完成的。鉴于以上现有技术的不足，本专利技术在一个采样间隔内，从机把同时采集到的多路数据合成一个并行数据，然后同步高速传输给主机，主机再还原成对应的多路数据。同时，在时钟线上插入帧同步电平，大大提高了帧同步时间，从而实现了数据的高速传输，多路波形数据的实时采集。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：一种传输多路数据的双线同步高速传输装置，包括：主机、传输线、从机、多个待采集模块；所述主机与所述从机通过所述传输线连接；所述从机与所述多个待采集模块通过有线方式依次连接；所述主机从所述从机读取多路实时数据并还原成所述从机输入的多路数据；所述传输线由数据同步传输时钟线、数据线构成；所述数据同步传输时钟线用于传输数据帧同步电平以及数据同步传输时钟；所述数据线用于传输串行数据；所述的数据帧同步电平、数据同步传输时钟由所述主机发出，所述从机接收；所述串行数据由所述从机发出，所述主机接收；所述主机包括数据同步传输时钟产生模块、串/并转换模块、数据分解模块；所述从机包括帧同步电平识别模块、数据合成模块、并/串转换模块。所述数据同步传输时钟产生模块用于产生数据帧同步电平、数据同步传输时钟；所述数据帧同步电平为数据帧同步有效电平或数据帧同步无效电平；所述串/并转换模块在数据帧同步电平为数据帧同步无效电平时，在数据同步传输时钟边沿读取所述数据线上的串行数据并转换成并行数据帧；所述数据分解模块则把所述串/并转换模块输出的并行数据帧，根据数据帧格式将并行数据帧分解为对应的多个待采集模块传输给从机的多个信号数据；所述帧同步电平识别模块用于识别数据帧同步电平，若识别出为数据帧同步电平由数据帧同步无效电平转变为数据帧同步有效电平，将数据帧同步电平转变时刻作为多路信号数据传输开始时刻；若识别出数据帧同步电平由数据帧同步有效电平转变为数据帧同步无效电平，将数据帧同步电平转变时刻作为数据帧传输开始时刻；所述并/串转换模块在多路信号数据传输开始时刻，将采集所述待采集模块的多路信号数据；所述数据合成模块在数据帧同步电平为数据帧同步有效电平时且数据传输开始时刻后，根据待采集模块传输给从机的多个信号数据，将多个信号数据根据数据帧格式合成并行数据数据帧；所述并/串转换模块在数据帧同步电平为数据帧同步无效电平时且多路信号数据传输开始时刻后，把数据合成模块输出的并行数据数据帧转换成串行数据，依据数据同步传输时钟同步输出。一种应用于传输多路数据的双线同步高速传输装置的传输多路数据的双线同步高速传输方法，包括以下步骤：步骤1：所述数据同步传输时钟产生模块用于产生数据帧同步电平，且数据帧同步电平保持为数据帧同步无效电平，通过所述数据同步传输时钟线传输至所述从机；步骤2：所述数据同步传输时钟产生模块将数据帧同步电平由数据帧同步无效电平转变为数据帧同步有效电平，并输出至所述从机；步骤3：所述帧同步电平识别模块识别数据帧同步电平，若识别出为数据帧同步电平由数据帧同步无效电平转变为数据帧同步有效电平，将数据帧同步电平转变时刻作为多路信号数据传输开始时刻；所述并/串转换模块在多路信号数据传输开始时刻，将采集所述待采集模块的多路信号数据；步骤4：所述数据同步传输时钟产生模块将数据帧同步电平保持为数据帧同步有效电平且保持多个时间周期，所述数据合成模块在数据帧同步电平为数据帧同步有效电平时且数据多路信号数据传输开始时刻后，根据待采集模块传输给从机的多个信号数据，将多个信号数据根据数据帧格式合成并行数据数据帧；步骤5：所述数据同步传输时钟产生模块将数据帧同步电平由数据帧同步有效电平转变为数据帧同步无效电平并输出至所述从机，将数据帧同步电平转变为数据同步传输时钟并输出至所述从机，所述并/串转换模块在数据帧同步电平转变由数据帧同步有效电平转变为数据帧同步无效电平时，把数据合成模块输出的并行数据数据帧转换成串行数据，进一步依据数据同步传输时钟同步输出至所述主机；步骤6：所述串/并转换模块在数据帧同步电平由数据帧同步有效电平转变为数据帧同步无效电平时，在数据同步传输时钟边沿读取所述数据线上的串行数据并转换成并行数据帧；所述数据分解模块则把所述串/并转换模块输出的并行数据帧，根据数据帧格式将并行数据帧分解为对应的待采集模块传输给从机的信号数据；步骤7：通过步骤1至步骤6实行同步并行的采集多个待采集模块传输给从机的信号数据。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：在本专利技术中，在串行数据同步传输时钟中插入帧同步电平，大大减小了数据帧同步的时间。同步传输方式，使得传输过程可靠性高，速度快。在一个采样间隔内，把多路同时采集到的数据合并成一个并行数据，然后高速同步传输给主机，最后主机还原成采集到多路信号。不需要数据同步所需的时标，简化了多路数据的时间同步操作。附图说明图1：是本专利技术串行数据传输时序图；图2：是本专利技术的实施场景示意图。具体实施方式为了使本专利技术专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术专利，并不用于限定本专利技术专利。此外，下面所描述的本专利技术专利各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1所示为本专利技术的串行数据传输原理图，系统时钟为传输的数据同步传输时钟，主机和从机的系统时钟相同。数据同步传输时钟通过同步线发出，数据线通过数据线发出。一个完整的传输周期分为数据帧同步期和串行数据同步传输期。数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传输多路数据的双线同步高速传输装置，其特征在于，包括：主机、传输线、从机、多个待采集模块；/n所述主机与所述从机通过所述传输线连接；所述从机与所述多个待采集模块通过有线方式依次连接；/n所述主机从所述从机读取多路实时数据并还原成所述从机输入的多路数据；/n所述传输线由数据同步传输时钟线、数据线构成；/n所述数据同步传输时钟线用于传输数据帧同步电平以及数据同步传输时钟；/n所述数据线用于传输串行数据；/n所述的数据帧同步电平、数据同步传输时钟由所述主机发出，所述从机接收；所述串行数据由所述从机发出，所述主机接收；/n所述主机包括数据同步传输时钟产生模块、串/并转换模块、数据分解模块；/n所述从机包括帧同步电平识别模块、数据合成模块、并/串转换模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种传输多路数据的双线同步高速传输装置，其特征在于，包括：主机、传输线、从机、多个待采集模块；
所述主机与所述从机通过所述传输线连接；所述从机与所述多个待采集模块通过有线方式依次连接；
所述主机从所述从机读取多路实时数据并还原成所述从机输入的多路数据；
所述传输线由数据同步传输时钟线、数据线构成；
所述数据同步传输时钟线用于传输数据帧同步电平以及数据同步传输时钟；
所述数据线用于传输串行数据；
所述的数据帧同步电平、数据同步传输时钟由所述主机发出，所述从机接收；所述串行数据由所述从机发出，所述主机接收；
所述主机包括数据同步传输时钟产生模块、串/并转换模块、数据分解模块；
所述从机包括帧同步电平识别模块、数据合成模块、并/串转换模块。


2.根据权利要求1所述的传输多路数据的双线同步高速传输装置，其特征在于：
所述数据同步传输时钟产生模块用于产生数据帧同步电平、数据同步传输时钟；所述数据帧同步电平为数据帧同步有效电平或数据帧同步无效电平；
所述串/并转换模块在数据帧同步电平为数据帧同步无效电平时，在数据同步传输时钟边沿读取所述数据线上的串行数据并转换成并行数据帧；
所述数据分解模块则把所述串/并转换模块输出的并行数据帧，根据数据帧格式将并行数据帧分解为对应的多个待采集模块传输给从机的多个信号数据；
所述帧同步电平识别模块用于识别数据帧同步电平，若识别出为数据帧同步电平由数据帧同步无效电平转变为数据帧同步有效电平，将数据帧同步电平转变时刻作为多路信号数据传输开始时刻；若识别出数据帧同步电平由数据帧同步有效电平转变为数据帧同步无效电平，将数据帧同步电平转变时刻作为数据帧传输开始时刻；
所述并/串转换模块在多路信号数据传输开始时刻，将采集所述待采集模块的多路信号数据；
所述数据合成模块在数据帧同步电平为数据帧同步有效电平时且数据传输开始时刻后，根据待采集模块传输给从机的多个信号数据，将多个信号数据根据数据帧格式合成并行数据数据帧；
所述并/串转换模块在数据帧同步电平为数据帧同步无效电平...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀军，陈柏超，田翠华，郭俊华，
申请(专利权)人：武汉海奥电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42