本发明专利技术属于通信技术领域，涉及远动终端装置板间通信方法及电路，该电路包括主处理器板卡、遥控板卡、遥信板卡与遥测板卡；主处理器板卡上设置有MPU、FPGA、时钟芯片、第一MLVDS芯片、第二MLVDS芯片、第三MLVDS芯片与第四MLVDS芯片；MPU与FPGA连接；FPGA通过MLVDS芯片与遥控板卡、遥信板卡、遥测板卡电信号连接。本发明专利技术中各个遥控板卡、遥信板卡、遥测板卡无需单独配备MCU或DSP；采用MLVDS时钟同步分发的方式，实现遥测板卡同步采样；利用SPI转MLVDS的通信方法提高了板间通信速率、通信效率以及通信可靠性；遥控、遥信、遥测的处理及运算实时性更高，信号关联性强，方便遥测录波。方便遥测录波。方便遥测录波。
【技术实现步骤摘要】
远动终端装置板间通信方法及电路
[0001]本专利技术涉及通信
，具体而言，涉及远动终端装置板间通信方法及电路。
技术介绍
[0002]随着铁路电力现场监控对象的不断增加，对铁路电力远动终端单元(Remote Terminal Unit，简称铁路电力RTU)的遥控、遥信、遥测容量(以下简称“三遥”)需求也在不断增加，用户对铁路电力RTU更高的三遥容量以及更低的硬件成本需求，是现在各铁路电力RTU生产厂家共同面临的一大难题。
[0003]现有的铁路电力RTU三遥容量偏低及硬件成本偏高的主要原因就在于板间通信系统的限制，现有技术的缺点主要包括以下几个方面：
[0004](1)由于三遥板卡(遥控板卡、遥信板卡、遥测板卡)与主处理器板卡之间采用CAN总线通信技术，所以三遥板卡都必须具有MCU(微控制器)或DSP(数字信号处理器)，导致硬件成本更高；
[0005](2)由于三遥板卡都采用了MCU或DSP，所以板卡面板上不得不提供MCU或DSP的相关运行状态指示灯以及维护调试等接口，这样一来又占用了一部分板卡面板的使用空间，导致三遥板卡对外提供的输入输出连接器端子数量更少，三遥容量更低；
[0006](3)由于三遥板卡都采用了MCU或DSP，这就增加了程序的开发工作量、生产程序烧写的工作量以及后期维护的工作量；
[0007](4)由于每张遥测板卡由各自板上的MCU或DSP进行电压/电流信号的采集与处理，所以只有板内的遥测电压和电流通道能够实现同步采样和录波，板间的遥测电压和电流通道却无法实现同步采样和录波，而现场应用中需要对遥测电压和电流信号进行同步采样和录波的关键回路越来越多，当前铁路电力RTU已经无法满足需求；
[0008](5)由于板间采用CAN总线通信方式及Modbus协议，导致通信实时性和效率更低；
[0009](6)由于板间采用CAN总线通信方式，且三遥板卡相对于主处理器板卡工作在从机模式，三遥板卡之间无数据交互，导致遥测板卡的故障录波无法关联遥信板卡的遥信采集对象，应用灵活性不高；
[0010](7)受限于CAN总线通信速率及通信可靠性，实际应用过程中CAN总线通信速率较低，一般最高为500Kbps，导致遥测板卡的录波数据传输至主处理器板卡时需要更多的时间。
技术实现思路
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术提供远动终端装置板间通信方法及电路。
[0012]第一方面，本专利技术提供了远动终端装置板间通信方法，应用于主处理器板卡与遥控板卡、遥信板卡、遥测板卡通信，包括：
[0013]所述主处理器板卡的FPGA的串行外设接口信号转换成MLVDS信号，并将所述MLVDS信号发送至各个所述遥控板卡、所述遥信板卡与所述遥测板卡；
[0014]所述主处理器板卡的时钟芯片为各个所述遥测板卡的模数转换芯片提供统一时钟源；
[0015]所述FPGA接收所述主处理器板卡的MPU转发的主站遥控指令，通过第一串行外设接口发送至所述遥控板卡；
[0016]所述FPGA按照设定的遥信采样频率，通过第二串行外设接口读取各个所述遥信板卡的遥信采集信号，并传输至所述MPU；
[0017]所述FPGA接收所述MPU发出的配置参数数据，通过第三串行外设接口对各个所述遥测板卡的所述模数转换芯片的寄存器进行配置；
[0018]所述FPGA按照设定的遥测采样频率，通过所述第三串行外设接口读取各个所述遥测板卡的所述模数转换芯片的采样数据；所述FPGA对所述采样数据进行处理与存储，并传输至所述MPU。
[0019]第二方面，本专利技术提供了远动终端装置板间通信电路，包括主处理器板卡、遥控板卡、遥信板卡与遥测板卡；
[0020]所述主处理器板卡上设置有MPU、FPGA、时钟芯片、第一MLVDS芯片、第二MLVDS芯片、第三MLVDS芯片与第四MLVDS芯片；
[0021]所述MPU与所述FPGA电信号连接；
[0022]所述FPGA的第一串行外设接口通过所述第一MLVDS芯片与所述遥控板卡电信号连接；所述FPGA的第二串行外设接口通过所述第二MLVDS芯片与所述遥信板卡电信号连接；所述FPGA的第三串行外设接口通过所述第三MLVDS芯片与所述遥测板卡电信号连接；
[0023]所述时钟芯片通过所述第四MLVDS芯片与所述遥测板卡电信号连接。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025](1)各个遥控板卡、遥信板卡、遥测板卡无需单独配备MCU或DSP，硬件电路易于实现，硬件成本低；
[0026](2)节约三遥板卡空间，提升了三遥容量；
[0027](3)三遥板卡无需单独配备MCU或DSP，减少了程序的开发工作量、生产程序烧写的工作量以及后期维护的工作量；
[0028](4)采用MLVDS时钟同步分发的方式，为所有遥测板卡上的ADC芯片提供同步时钟源，实现所有遥测板卡同步采样；
[0029](5)FPGA具有强大的并行运行及数字运算处理能力，使得遥控、遥信、遥测的处理及运算实时性更高，信号关联性强，方便遥测录波；
[0030](6)采用MLVDS芯片，利用SPI转MLVDS的通信方法代替现有技术方案采用的CAN总线板间通信，减少了背板互联信号的数量，无需采用高速高密度背板连接器，无需增加背板PCB层数，采用四层板即可满足信号完整性要求，保证背板连接器和背板PCB的硬件低成本，实现三遥板卡之间数据交互，避免遥测板卡的故障录波无法关联遥信板卡的遥信采集对象；
[0031](7)利用SPI转MLVDS的通信方法提高了板间通信速率、通信效率以及通信可靠性。
[0032]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0033]进一步，所述主处理器板卡设置有第一MLVDS芯片、第二MLVDS芯片与第三MLVDS芯片；所述主处理器板卡的FPGA的第一串行外设接口信号通过第一MLVDS芯片将单端信号转
换成第一MLVDS信号，并发送至各个所述遥控板卡，与各个所述遥控板卡进行通信；
[0034]所述FPGA的第二串行外设接口信号通过第二MLVDS芯片将单端信号转换成第二MLVDS信号，并发送至各个所述遥信板卡，与各个所述遥信板卡进行通信；
[0035]所述FPGA的第三串行外设接口信号通过第三MLVDS芯片将单端信号转换成第三MLVDS信号，将所述第三MLVDS信号发送至各个所述遥测板卡，与各个所述遥测板卡进行通信。
[0036]进一步，所述主处理器板卡设置有第四MLVDS芯片；所述时钟芯片输出的时钟信号通过所述第四MLVDS芯片将单端信号转换成第四MLVDS信号，为各个所述遥测板卡的模数转换芯片提供统一时钟源。
[0037]进一步，所述FPGA接收所述主处理器板卡的MPU转发的主站遥控指令，通过第一串行外设接口发送至所述遥控板卡；
[0038]所述FPGA按照设定的遥信采样频率，通过第二串行外设接口读取各个所述遥本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.远动终端装置板间通信方法，应用于主处理器板卡与遥控板卡、遥信板卡、遥测板卡通信，其特征在于，包括：所述主处理器板卡的FPGA的串行外设接口信号转换成MLVDS信号，并将所述MLVDS信号发送至各个所述遥控板卡、所述遥信板卡与所述遥测板卡；所述主处理器板卡的时钟芯片为各个所述遥测板卡的模数转换芯片提供统一时钟源；所述FPGA接收所述主处理器板卡的MPU转发的主站遥控指令，通过第一串行外设接口发送至所述遥控板卡；所述FPGA按照设定的遥信采样频率，通过第二串行外设接口读取各个所述遥信板卡的遥信采集信号，并传输至所述MPU；所述FPGA接收所述MPU发出的配置参数数据，通过第三串行外设接口对各个所述遥测板卡的所述模数转换芯片的寄存器进行配置；所述FPGA按照设定的遥测采样频率，通过所述第三串行外设接口读取各个所述遥测板卡的所述模数转换芯片的采样数据；所述FPGA对所述采样数据进行处理与存储，并传输至所述MPU。2.根据权利要求1所述远动终端装置板间通信方法，其特征在于，所述主处理器板卡设置有第一MLVDS芯片、第二MLVDS芯片与第三MLVDS芯片；所述主处理器板卡的FPGA的第一串行外设接口信号通过第一MLVDS芯片将单端信号转换成第一MLVDS信号，并发送至各个所述遥控板卡，与各个所述遥控板卡进行通信；所述FPGA的第二串行外设接口信号通过第二MLVDS芯片将单端信号转换成第二MLVDS信号，并发送至各个所述遥信板卡，与各个所述遥信板卡进行通信；所述FPGA的第三串行外设接口信号通过第三MLVDS芯片将单端信号转换成第三MLVDS信号，将所述第三MLVDS信号发送至各个所述遥测板卡，与各个所述遥测板卡进行通信。3.根据权利要求1所述远动终端装置板间通信方法，其特征在于，所述主处理器板卡设置有第四MLVDS芯片；所述时钟芯片输出的时钟信号通过所述第四MLVDS芯片将单端信号转换成第四MLVDS信号，为各个所述遥测板卡的模数转换芯片提供统一时钟源。4.根据权利要求1所述远动终端装置板间通信方法，其特征在于，所述采样数据包括电压与电流信号参数。5.根据权利要求1所述远动终端装置板间通信方法，其特征在于，所述MPU与所述FPGA之间通过存储总线进行通信。6.远动终端装置板间通信电路，其特征在于，包括主处理器板卡、遥控板卡、遥信板卡与遥测板卡；所述主处理器板...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓如彬，李胜，尹伟，李存昌，李翠波，
申请(专利权)人：成都交大光芒科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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