基于HDLC协议的通讯模块及数据实时转发存储控制方法技术

基于ＨＤＬＣ协议的通讯模块及数据实时转发存储控制方法，它涉及一种通过ＨＤＬＣ协议实现数据的实时转发存储功能的通讯模块及其逻辑控制方法，以解决传统数据链路中的节点本身没有处理数据的能力，不能实现在节点实时控制或者网络间数据传输和控制的问题。本发明专利技术的主控制器根据中断信号控制外部同步接口与内部总线接口的数据传输；外部同步接口传递外部设备和主控制器之间的数据；内部总线接口传递主控制器与总线之间的数据。本发明专利技术将数据的转发存储、无变换转发和替换转发功能嵌入在主控制器中，使通讯模块具有数据处理功能，满足数据处理的各种要求，实现了在节点实时控制或者网络间数据传输和控制，具有处理速度较快、准确性较高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将FPGA/EPLD作为主控芯片通过HDLC协议实现数据的实时转发存储功能的通讯模块及其逻辑控制方法，属于通讯

技术介绍
随着网络存储和数据传输、控制技术的快速发展，每天都有大量的数据在互联网上存储和发送，常用的总线和接口标准包括PCI、AGP和PCI-E等等，其主要优势就是数据传输速率较高，目前最高的PCI-E 16X 2.0版本可达到10GB/s，能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。目前大多数基于总线的数据存储和传输设备都是由CPU控制节点完成数据的中继和转发，而节点本身没有处理数据的能力，不能实现在节点实时控制或者网络间数据传输和控制。HDLC(High-Level Data Link Control，高级数据链路控制)是一种在同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议，具有如下特点：协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；支持全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，数据链路传输效率较高；所有数据帧均采用CRC校验，对信息帧进行编号，可防止漏收或重复，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性和较完善的控制功能。基于上述特点，虽然网络设计普遍使用HDLC作为数据链路控制协议，但并没有将HDLC应用在控制总线数据的存储和转发领域。
技术实现思路
本专利技术为解决传统数据链路中的节点本身没有处理数据的能力，不能实现在节点实时控制或者网络间数据传输和控制的问题，提供一种基于HDLC协议的通讯模块及数据实时转发存储控制方法。本专利技术的通讯模块包括以下单元：主控制器，用于将来自任意一个外部同步接口的数据存储并根据中断信号将存储的数据发送给相应的内部总线接口，还用于将来自内部总线接口的-->数据存储并根据中断信号将存储的数据发送给任意一个外部同步接口；还用于将来自任意一个外部同步接口的数据发送给另一个任意的外部同步接口，并同时将发送的数据存储或不存储；多个外部同步接口，用于将来自主控制器的数据发送给相应的外部设备，还用于将来自外部设备的数据发送给主控制器；内部总线接口，用于将来自主控制器的数据发送到总线上，将用于将来自总线的数据发送给主控制器。本专利技术的数据实时转发存储控制方法包括以下步骤：步骤一，主控制器根据接收到的数据的处理类型设定控制参数；步骤二，主控制器根据所述控制参数判断数据处理类型，判断结果为收发和存储数据，则执行步骤三，判断结果为无变换转发数据，则执行步骤七，判断结果为替换数据并转发，则执行步骤十；步骤三，主控制器判断对接收数据的收发状态，判断结果为发送状态，则执行步骤四，判断结果为接收状态，则执行步骤五；步骤四，主控制器将接收数据写入存储器并根据发送中断信号将所述接收数据发送到指定的外部同步接口或内部总线接口，然后返回执行步骤一；步骤五，主控制器判断接收数据中的地址是否与存储器的地址相匹配，判断结果为是，则执行步骤六，判断结果为否，则返回执行步骤一；步骤六，主控制器接收所述的接收数据，接收完成后给出接收中断信号，并返回步骤一；步骤七，主控制器判断是否保存接收数据，判断结果为是，则执行步骤八，判断结果为否，则执行步骤九；步骤八，主控制器在向指定的外部同步接口或内部总线接口转发接收数据的同时保存转发的接收数据，保存完成后给出无变换转发中断信号并返回执行步骤一；步骤九，主控制器向指定的外部同步接口或内部总线接口转发接收数据，转发完成后返回执行步骤一；步骤十，主控制器判断是否替换存储的数据，判断结果为是，则执行步骤十一，判断结果为否，则执行步骤九；-->步骤十一，主控制器根据数据转发的方向，在向指定的外部同步接口或内部总线接口转发接收数据的同时将已存储的数据替换为转发的接收数据，转发完成后给出替换转发中断信号，并返回执行步骤一。有益效果：本专利技术基于FPGA实现HDLC协议，通过编程可以使数据的转发存储、无变换转发和替换转发功能嵌入在FPGA中，使单个节点具有数据处理能力，并且使通讯模块所具备的功能满足数据处理的各种要求，实现了在节点实时控制或者网络间数据传输和控制；本专利技术的方法按逻辑将数据处理分为三个过程，每个过程都能独立处理数据，具有处理速度较快、准确性较高的特点。附图说明图1是本专利技术的通讯模块的整体结构图；图2是本专利技术的数据实时转发存储控制方法的流程图。具体实施方式具体实施方式一：参见图1，本实施方式由以下单元组成：主控制器1，用于将来自任意一个外部同步接口2的数据存储并根据中断信号将存储的数据发送给相应的内部总线接口3，还用于将来自内部总线接口3的数据存储并根据中断信号将存储的数据发送给任意一个外部同步接口2；还用于将来自任意一个外部同步接口2的数据发送给另一个任意的外部同步接口2，并同时将发送的数据存储或不存储；多个外部同步接口2，用于将来自主控制器1的数据发送给相应的外部设备4，还用于将来自外部设备4的数据发送给主控制器1；内部总线接口3，用于将来自主控制器1的数据发送到总线5上，将用于将来自总线5的数据发送给主控制器1。本实施方式的主控制器1采用FPGA/EPLD(属于可编程逻辑器件设计)，通过VHDL或其它可编程逻辑设计工具编写使其具有三个或三个以上通信口：两个或两个以上同步485通信口和一个PCI接口，既有普通的数据收发功能(收发存储空间均为可变的、可设置的、也可以应用PFGA外部存储单元)，又具有实时转发功能，可以将一个端口接收的数据无变换或有变换的通过另一个端口实时转发，在转发的过程中可以根据用户控制命令对数据有选-->择的存储和替换，具体的功能如下所示：①、作为一个独立的通讯模块使用，通讯协议满足HDLC协议规范。模块具有两个独立的收发通道，每个通道的收发地址可调，用户可以同时设定多个接收地址，在接收过程中只要其中一个地址满足用户设定值模块便开始接收数据，同时将接收到的数据存储到FPGA内部扩展的存储空间中，在每一帧数据接收完成之后模块产生中断，通过PCI接口传递给计算机，用户在中断程序中实现对接收数据的读取或其他操作，中断程序的具体功能由用户编写实现；发送地址可调，用户可以设定每次发送数据时接收设备的地址，模块会在发送数据开始之前发送地址信息与接收设备进行匹配，通知指定的接收设备准备接收数据，FPGA内部同样为发送数据扩展了一个存储空间，在发送开始之前用户将需要发送的数据先写入到存储空间，写完之后启动发送即可完成数据的连续发送，直至发送存储空间数据全部发完。收发过程均进行CRC校验，在接收数据的过程中会对数据的CRC判断结果给出标志，用户通过读取CRC标志信息判断接收数据的正确与否，实现对数据的取舍。用户在读取CRC标志信息之后需要对标志信息进行复位，方便对下一次接收数据的判断。在该功能状态下模块的两个通讯口可以同时工作，彼此之间没有干扰。②、具有无变化转发功能，作为转发卡使用，将A口(B口)接收到的来自任意一个外部同步接口2的数据通过B口(A口)无变换的实时转发给另一个外部同步接口2，所述的A口和B口是主控制器1的两个端口，用于数据的存储和转发。用户可以事先设定保存命令，默认状态下保存命令为State_Save，在转发的过程中模块会判断地址字节本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ＨＤＬＣ协议的通讯模块，其特征在于它包括以下单元：　主控制器（１），用于将来自任意一个外部同步接口（２）的数据存储并根据中断信号将存储的数据发送给相应的内部总线接口（３），还用于将来自内部总线接口（３）的数据存储并根据中断信号将存 储的数据发送给任意一个外部同步接口（２）；还用于将来自任意一个外部同步接口（２）的数据发送给另一个任意的外部同步接口（２），并同时将发送的数据存储或不存储；　多个外部同步接口（２），用于将来自主控制器（１）的数据发送给相应的外部设备（ ４），还用于将来自外部设备（４）的数据发送给主控制器（１）；　内部总线接口（３），用于将来自主控制器（１）的数据发送到总线（５）上，将用于将来自总线（５）的数据发送给主控制器（１）。

【技术特征摘要】
1、基于HDLC协议的通讯模块，其特征在于它包括以下单元：主控制器(1)，用于将来自任意一个外部同步接口(2)的数据存储并根据中断信号将存储的数据发送给相应的内部总线接口(3)，还用于将来自内部总线接口(3)的数据存储并根据中断信号将存储的数据发送给任意一个外部同步接口(2)；还用于将来自任意一个外部同步接口(2)的数据发送给另一个任意的外部同步接口(2)，并同时将发送的数据存储或不存储；多个外部同步接口(2)，用于将来自主控制器(1)的数据发送给相应的外部设备(4)，还用于将来自外部设备(4)的数据发送给主控制器(1)；内部总线接口(3)，用于将来自主控制器(1)的数据发送到总线(5)上，将用于将来自总线(5)的数据发送给主控制器(1)。2、根据权利要求1所述的基于HDLC协议的通讯模块，其特征在于所述主控制器(1)还用于根据设定的中断时间舍弃来自内部总线接口(3)或外部同步接口(2)的超时数据。3、基于权利要求1所述的基于HDLC协议的通讯模块的数据实时转发存储控制方法，其特征在于具体的工作过程包括以下步骤：步骤一，主控制器(1)根据接收到的数据的处理类型设定控制参数；步骤二，主控制器(1)根据所述控制参数判断数据处理类型，判断结果为收发和存储数据，则执行步骤三，判断结果为无变换转发数据，则执行步骤七，判断结果为替换数据并转发，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宇，刘大同，潘大为，王少军，田全乐，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]