基于LVDS通道的信息交互系统、方法及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种基于LVDS通道的信息交互系统、方法及介质，包括：CPU模块、发送模块和接收模块；在每个CPU模块中，均配置1个发送模块和2个接收模块；所述发送模块同时向另两个CPU模块发送交互信息，两个接收模块分别接收这两个CPU模块发送的信息；发送模块和接收模块的逻辑设计均在现场可编程逻辑门阵列FPGA中实现。本发明专利技术减少了冗余系统中信息交互布局布线的复杂度，为冗余系统中其它产品中的信息交互提供了全新的思路和方法。

【技术实现步骤摘要】
基于LVDS通道的信息交互系统、方法及介质
本专利技术涉及航空航天信息
，具体地，涉及一种基于LVDS通道的信息交互系统、方法及介质。
技术介绍
在航空航天领域中，对产品的可靠性具有较高的要求，目前采用较多的方法是进行系统三冗余设计，通过各模块运行相同的任务，并将其计算结果进行信息交互、比较、表决，来达到对故障的检测和剔除，从而实现高可靠的计算处理。三模冗余表决的基础是将各模块计算结果进行可靠有效快速的信息交互，因此信息交互技术在冗余系统中十分关键。信息交互的快速可靠在冗余系统中越来越受到关注和研究。在目前三冗余系统中，通常使用双口RAM来实现数据信息的交互每个CPU都有1块双口RAM，双口RAM的两侧分别对应两个CPU接口，如图1所示。由图可见这种方法由于是CPU直接访问双口RAM，导致模块间存在较多的控制信号直接连接，比如数据线、地址线以及读写控制线等，从而增加连接器的信号点数以及印制板布线的复杂度。本文提出了一种基于LVDS技术的，适用于在航天、航空实时快速可靠的三冗余种信息交互技术的设计和实现方法。专利文献CN106776436A(申请号：201710019489.0)公开了一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法，涉及通信设备的信息交互领域。该总线结构的主站单板与各从站单板之间具有一条时钟传输通道和一条数据传输通道，时钟传输通道和数据传输通道均由M-LVDS总线实现。其中，主站单板利用时钟传输通道提供总线时钟，供各站点单板收发数据；同时负责维护总线，当总线空闲时，授予各从站单板发送权限，让各从站单板发送数据。从站单板用于：在获得发送权限后，通过比较各从站单板地址的高低，区分不同的优先级来竞争总线使用权，进行数据的发送。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于LVDS通道的信息交互系统、方法及介质。根据本专利技术提供的基于LVDS通道的信息交互系统，包括：CPU模块、发送模块和接收模块；在每个CPU模块中，均配置1个发送模块和2个接收模块；所述发送模块同时向另两个CPU模块发送交互信息，两个接收模块分别接收这两个CPU模块发送的信息；发送模块和接收模块的逻辑设计均在现场可编程逻辑门阵列FPGA中实现。优选的，发送模块发送信息包括：模块M1：数字信号处理DSP将要发送的数据写入发送双口随机存取存储器RAM相应地址中；模块M2：DSP向发送控制FIFO中写入要发送数据处于双口RAM中的首地址以及发送数据的总长度的信息；模块M3：当收发控制模块检测到发送控制FIFO非空且发送模块空闲时，则读取发送控制FIFO中数值；模块M4：发送模块根据发送控制FIFO数值中的首地址以及发送数据总长度的信息从发送双口RAM中相应首地址开始读取相应长度的数据存入缓存FIFO中。优选的，发送模块根据帧格式将起始位、控制寄存器信息、有效数据、校验位，依次串行发送。优选的，所述接收模块一直处于检测起始位状态中，若检测到起始位，则开始进入接收状态机中；接收模块依次接收起始位、控制寄存器信息，并根据控制寄存器信息接收有效数据以及校验位；当控制寄存器信息、有效数据、校验位均校验合格时，则将有效数据从接收FIFO中读出并根据控制寄存器信息中的地址、数据长度写入到接收双口RAM中；若校验不合格，则舍弃该拍数据，从接收FIFO中读出但不写入接收双口RAM中。优选的，在接收有效数据时，每检测到16位，则将此字节写入接收FIFO中，直至有效数据接收完毕。根据本专利技术提供的基于LVDS通道的信息交互方法，发送信息包括：步骤S1：将要发送的数据写入发送双口随机存取存储器RAM相应地址中；步骤S2：向发送控制FIFO中写入要发送数据处于双口RAM中的首地址以及发送数据的总长度的信息；步骤S3：当收发控制模块检测到发送控制FIFO非空且发送模块空闲时，则读取发送控制FIFO中数值；步骤S4：根据发送控制FIFO数值中的首地址以及发送数据总长度的信息从发送双口RAM中相应首地址开始读取相应长度的数据存入缓存FIFO中。优选的，根据帧格式将起始位、控制寄存器信息、有效数据、校验位，依次串行发送。优选的，在接收信息阶段，一直处于检测起始位状态中，若检测到起始位，则进入接收状态；依次接收起始位、控制寄存器信息，并根据控制寄存器信息接收有效数据以及校验位；当控制寄存器信息、有效数据、校验位均校验合格时，则将有效数据从接收FIFO中读出并根据控制寄存器信息中的地址、数据长度写入到接收双口RAM中；若校验不合格，则舍弃该拍数据，从接收FIFO中读出但不写入接收双口RAM中。优选的，在接收有效数据时，每检测到16位，则将此字节写入接收FIFO中，直至有效数据接收完毕。根据本专利技术提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术解决了传统冗余系统中直接通过双口RAM进行信息交互，信号线多而复杂，布局布线繁琐的问题，提供了一种基于LVDS通道，仅需一对差分线，在FPGA中软件实现，适用于在航天、航空三冗余系统中实现信息实时快速可靠交互的方法；2、本专利技术由以往的多控制信号的双口RAM并行传输交互变更为仅使用一对差分线的串行传输交互技术，在解决了传输系统复杂性的同时又增加了系统的可靠性以及传输速度；3、本专利技术可以大大减少冗余系统中信息交互布局布线的复杂度，为冗余系统中其它产品中的信息交互提供了全新的思路和方法；4、本专利技术仅需几对差分线，在FPGA中通过编程即可方便完成高可靠高速度的信息交互，设计方法简单快速可靠，在保证了交互数据正确性的同时，具备较高的可靠性和速度，为三冗余系统中信息交互技术提供了一种全新的设计思路和设计方法。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为三冗余系统中双口RAM交互方式框图；图2为三冗余系统原理框图；图3为单CPU模块中设计原理框图；图4为LVDS发送模块流程框图及状态机；图5为LVDS接收模块状态机以及流程框图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例：本专利技术仅需一对差分线，而且传输快速可靠。在每块CPU模块中，均配置1个发送模块和2个接收模块。发送模块同时向另外两块CPU发送交互信息，两个接收模块分别接收另外2个CPU模块发送的信息。发送模块以及接收模块的逻辑设计均在FPGA中实现。发送模块：(1)DSP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LVDS通道的信息交互系统，其特征在于，包括：CPU模块、发送模块和接收模块；/n在每个CPU模块中，均配置1个发送模块和2个接收模块；/n所述发送模块同时向另两个CPU模块发送交互信息，两个接收模块分别接收这两个CPU模块发送的信息；/n发送模块和接收模块的逻辑设计均在现场可编程逻辑门阵列FPGA中实现。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于LVDS通道的信息交互系统，其特征在于，包括：CPU模块、发送模块和接收模块；
在每个CPU模块中，均配置1个发送模块和2个接收模块；
所述发送模块同时向另两个CPU模块发送交互信息，两个接收模块分别接收这两个CPU模块发送的信息；
发送模块和接收模块的逻辑设计均在现场可编程逻辑门阵列FPGA中实现。


2.根据权利要求1所述的基于LVDS通道的信息交互系统，其特征在于，发送模块发送信息包括：
模块M1：数字信号处理DSP将要发送的数据写入发送双口随机存取存储器RAM相应地址中；
模块M2：DSP向发送控制FIFO中写入要发送数据处于双口RAM中的首地址以及发送数据的总长度的信息；
模块M3：当收发控制模块检测到发送控制FIFO非空且发送模块空闲时，则读取发送控制FIFO中数值；
模块M4：发送模块根据发送控制FIFO数值中的首地址以及发送数据总长度的信息从发送双口RAM中相应首地址开始读取相应长度的数据存入缓存FIFO中。


3.根据权利要求1所述的基于LVDS通道的信息交互系统，其特征在于，发送模块根据帧格式将起始位、控制寄存器信息、有效数据、校验位，依次串行发送。


4.根据权利要求1所述的基于LVDS通道的信息交互系统，其特征在于，所述接收模块一直处于检测起始位状态中，若检测到起始位，则开始进入接收状态机中；
接收模块依次接收起始位、控制寄存器信息，并根据控制寄存器信息接收有效数据以及校验位；
当控制寄存器信息、有效数据、校验位均校验合格时，则将有效数据从接收FIFO中读出并根据控制寄存器信息中的地址、数据长度写入到接收双口RAM中；若校验不合格，则舍弃该拍数据，从接收FIFO中读出但不写入接收双口RAM中。


5.根据权利要求4所述的基于LVDS通道的信息交互系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵杰，陆国强，张晓燕，杨美容，马超飞，
申请(专利权)人：华东计算技术研究所中国电子科技集团公司第三十二研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31