一种灵活扩展接口的分布式通信芯片及通信系统技术方案

一种灵活扩展接口的分布式通信芯片及通信系统，涉及通信技术领域，包括对外输入输出端口、通信模块、内部存储空间以及以太网模块，还包括寄存器和独立SPI模块；对外输入输出端口与通信模块和寄存器连接；通信模块与寄存器和内部存储空间连接；内部存储空间与寄存器和以太网模块连接；以太网模块与寄存器和内部存储空间连接；独立SPI模块与寄存器和内部存储空间连接；本发明专利技术可以连接控制器，也可以连接远程传感器或受控设备，在控制器外部进行数据的包装与输出，并完成远程设备的控制与数据传输，不需要占用控制器的性能，提高数据传输的安全性与可靠性。安全性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种灵活扩展接口的分布式通信芯片及通信系统


[0001]本专利技术涉及通信
，详细讲是一种可以连接控制器，也可以连接远程传感器或受控设备，在控制器外部进行数据的包装与输出，并完成远程设备的控制与数据传输，不需要占用控制器的性能，提高数据传输的安全性与可靠性的灵活扩展接口的分布式通信芯片及通信系统。

技术介绍

[0002]我们知道，当前军用装备内部电子设备数量持续增长，整合系统内繁多的数据信号和控制信号，以使设备内部的功能与资源良好地综合是目前的重要需求，分布式控制的方法为军用装备内部离散的设备及其控制器提供了更大的灵活性，更便于保证安全性和可靠性，同时对制造成本也有相当程度的降低。目前在军用装备中，常用的总线有CAN总线，1553B总线和MIC总线。CAN总线通信方式在可以实现节点间的自由通信，并且在理论上其通信网络中的节点个数不受限制；1553B总线主要用于飞机上设备的通信，其实时性和可靠性高，具备双向传输功能；上述的两种总线传输方式都需要接收端接受到主线信号之后，通过微处理器处理报文内容再执行相应的功能，这种处理方法使军用装备内部的结构复杂，系统集成和功能整合的难度较大。这两种通信方式需要微处理器协助执行，对系统开发过程和系统功能的整合有较高的要求，目前军用设备的电子器件数目持续增长，导致系统开发难度越发增大。
[0003]MIC总线是专门为解决恶劣的军事环境中的数据分配和管理问题而提出的，可以保证系统获得高度完整和可靠的数据，非常适用于需要可靠负载和数据管理的系统。MIC
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320是这种总线的接口控制器，为这种结构系统提供了总线控制器和各种远程模块之间的串行接口。MIC的远程模块不需要微处理器控制通讯或执行输入与输出功能，这使得这种通讯协议的使用非常简单，不需要系统软件执行各种通信管理的任务，但是这种总线方式只能通过其内部的5位地址总线和32位数据总线实现与微处理器或外部设备的交互，只能支持并行的数模转换器或模数转换器，只能实现简单的功能控制，总线最大传输速率为2M/s，既难以适应现在复杂化、自动化的系统开发需求，也无法兼容主流的通讯方式，因此，这种总线的应用难以推广。MIC总线虽然是一种无须微处理器控制的通信方式，但是MIC总线其所能挂载的外部设备数量有限，且只支持其私有的并行通讯方式，无法与现有的SPI、IIC等通信方式适配，因此难以推广应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种可以连接控制器，也可以连接远程传感器或受控设备，在控制器外部进行数据的包装与输出，并完成远程设备的控制与数据传输，不需要占用控制器的性能，提高数据传输的安全性与可靠性的灵活扩展接口的分布式通信芯片及通信系统。
[0005]本专利技术解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：
一种灵活扩展接口的分布式通信芯片，包括对外输入输出端口、通信模块、内部存储空间以及以太网模块，其特征在于还包括寄存器和独立SPI模块；通信模块包括SPI通信模块、PCIe通信模块和IIC通信模块；内部存储空间包括SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域和以太网存储区域，SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域与以太网存储区域建立映射关系；以太网模块包括TCP/IP协议栈、以太网MAC和MII型接口；对外输入输出端口与通信模块和寄存器连接；对外输入输出端口用于通信模块与外部设备的连接，寄存器用于配置对外输入输出端口中具体引脚的功能；通信模块与寄存器和内部存储空间连接；通信模块为内部存储空间与外部设备间的数据传输提供通信方式，寄存器用于选择通信模块的工作模式；内部存储空间与寄存器和以太网模块连接；内部存储空间用于缓冲和存储数据及传输数据，寄存器用于分配SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域和以太网存储区域的大小和地址；以太网模块与寄存器和内部存储空间连接；以太网模块用于将至少两个灵活扩展接口的分布式通信芯片通过以太网连接，寄存器用于对物理层和媒体访问控制层协议的行为、状态进行管理和控制。
[0006]独立SPI模块与寄存器和内部存储空间连接；独立SPI模块通过寄存器对对外输入输出端口、通信模块、内部存储空间进行配置，独立SPI模块为SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域与以太网存储区域配置映射关系。
[0007]本专利技术包括电源模块，电源模块用于为其他模块供电。
[0008]本专利技术包括PLL，PLL为灵活扩展接口的分布式通信芯片提供时钟信号。
[0009]本专利技术所述的以太网模块包括两个MII型接口，MII型接口与以太网MAC连接，两个MII型接口用于使用以太网与其它灵活扩展接口的分布式通信芯片连接。
[0010]本专利技术包括与通信模块和以太网模块连接的编码/译码器，译码器对通信系统内传输的指令进行解译，翻译出指令的含义；编码器用于将传输的信息进行特定的信号形式以进行信息的传输。
[0011]一种灵活扩展接口的分布式通信系统，包括至少两个灵活扩展接口的分布式通信芯片，灵活扩展接口的分布式通信芯片通过MII型接口串接；每一个灵活扩展接口的分布式通信芯片与一个外部设备连接；灵活扩展接口的分布式通信系统中包括至少一个控制设备、一个执行设备。
[0012]本专利技术中，当灵活扩展接口的分布式通信芯片与控制设备连接时，根据二者（的通信方式，使用独立SPI模块配置对外输入输出端口的功能、通信模块的工作模式、对应子通信模块所需的配置参数、子通信模块对应的内存区域及对应内存区域与以太网存储区域之间的映射关系。
[0013]以上配置除了对端口和通信模块的工作模式需要提前使用独立SPI配置，也可以在使用中通过通信模块进行配置。
[0014]本专利技术中使用独立SPI模块配置对外输入输出端口、通信模块的通信模式、该通信模式所需要的配置参数、该通信方式对应的内存区域及对应内存区域与以太网存储区域之间的映射关系的具体方法为：
对通信模块的配置：根据灵活扩展接口的分布式通信芯片所连接的外部设备所需的通信方式，使用独立SPI模块选择子通信模块；使用独立SPI模型对子通信模块进行寄存器的配置；对外输入输出模块配置：根据选用的子通信模块的通信方式，使用独立SPI模块将对外输入输出端口的引脚配置为该通信方式需要的功能；内部存储空间的配置：使用独立SPI 模块根据选用的子通信模块的通信方式选择对应不同的存储地址；内部存储空间包括SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域与以太网存储区域，SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域与以太网存储区域与以太网存储区域建立映射关系；以太网模块的配置：所述芯片内部已经实现了TCP/IP等协议，用户通过独立的SPI模块对以太网模块的MAC和MII接口的寄存器进行控制与管理。
[0015]本专利技术中当需要更换通信芯片连接的执行设备时，通过CPU等控制设备及与其连接的通信芯片远程对与更换执行设备的通信芯片修改内部寄存器，以重新选择通信模块的工作模式、对外输入输出端口的功能、子通信模块的存储区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灵活扩展接口的分布式通信芯片，包括对外输入输出端口、通信模块、内部存储空间以及以太网模块，其特征在于还包括寄存器和独立SPI模块；通信模块包括SPI通信模块、PCIe通信模块和IIC通信模块；内部存储空间包括SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域和以太网存储区域，SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域与以太网存储区域建立映射关系；以太网模块包括TCP/IP协议栈、以太网MAC和MII型接口；对外输入输出端口与通信模块和寄存器连接；对外输入输出端口用于通信模块与外部设备的连接，寄存器用于配置对外输入输出端口中具体引脚的功能；通信模块与寄存器和内部存储空间连接；通信模块为内部存储空间与外部设备间的数据传输提供通信方式，寄存器用于选择通信模块的工作模式；内部存储空间与寄存器和以太网模块连接；内部存储空间用于缓冲和存储数据及传输数据，寄存器用于分配SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域和以太网存储区域的大小和地址；以太网模块与寄存器和内部存储空间连接；以太网模块用于将至少两个灵活扩展接口的分布式通信芯片通过以太网连接，寄存器用于对物理层和媒体访问控制层协议的行为、状态进行管理和控制；独立SPI模块与寄存器和内部存储空间连接；独立SPI模块通过寄存器对对外输入输出端口、通信模块、内部存储空间进行配置，独立SPI模块为SPI存储区域、PCIe存储区域、IIC存储区域与以太网存储区域配置映射关系。2.根据权利要求1所述的灵活扩展接口的分布式通信芯片，其特征在于包括电源模块，电源模块用于为其他模块供电；包括PLL，PLL为通信芯片提供时钟信号。3.根据权利要求1所述的灵活扩展接口的分布式通信芯片，其特征在于所述的以太网模块包括两个MII型接口，MII型接口与以太网MAC连接，两个MII型接口用于使用以太网与其它灵活扩展接口的分布式通信芯片连接。4.根据权利要求1所述的灵活扩展接口的分布式通信芯片，其特征在于包括与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大方，杨博文，郝自伟，张齐，陈仕钦，孙旭，李昊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：