一种采用SPI连接MCU和FPGA的控制器间同步通信的方法技术

本发明专利技术公布了一种采用SPI连接MCU和FPGA的控制器间同步通信的方法。FPGA同时承担光纤通信任务和扩展开关量刷新任务。由同步信号启动主控制器中MCU通过SPI向FPGA发送光纤通信数据和开出信号，FPGA发送到MCU的除了接收到底光纤通信数据外还包括开入信号。其余接收到光纤通信数据后应答的称为从控制器，本发明专利技术在主控制器使用了长数据帧通信，兼顾扩展开关量和光纤通信的同时减少了通信次数。在从控制器使用了长短数据帧混合使用的方法，通过短数据帧刷新开关量并查询光纤通信状态，使用长数据帧交换光纤通信数据，解决了MCU作为SPI通信主设备时查询光纤通信状态的问题，最终使得应用SPI连接MCU与FPGA的控制器也可以实现同步通信。信。信。

【技术实现步骤摘要】
一种采用SPI连接MCU和FPGA的控制器间同步通信的方法


[0001]本专利技术属于同步通信和光纤通信
，具体涉及在需要同步信号协调多个控制器联合控制的场景，一种采用SPI连接MCU和FPGA的控制器间同步通信的方法。

技术介绍

[0002]MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)是嵌入式控制系统的核心，执行测量、控制计算和流程处理等功能，包含C51控制器、X86控制器、ARM控制器等多种类型。
[0003]FPGA (Field
‑
Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)具有高主频、多路并行处理特征，与MCU配合使用执行开关量扩展、数据通信、数据处理等功能，可以有效减轻MCU的任务负担，扩大控制器的应用范围。
[0004]开关量是只有0、1两个状态的量，例如开关触点分合状态是开入量，控制开关分断的命令是开出量。MCU的大部分引脚都是复用的，既可以作为开关量，也可以指定给内部集成的外设。使用FPGA后开关量直接连接到FPGA，MCU通过通信间接控制这些开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用SPI连接MCU和FPGA的控制器间实现同步通信的方法，应用于通过光纤进行点对点互联的控制器之间，其中由同步信号驱动数据通信的控制器为主控制器，接收到主控制器信息后应答的为从控制器，其特征在于，参与光纤通信的控制器均为使用SPI连接的MCU和FPGA，两种控制器内部MCU和FPGA的SPI通信中MCU均作为主方，FPGA同时承担光纤通信任务和控制器扩展开关量刷新任务；主控制器中，同步信号启动MCU通过SPI向FPGA发送光纤通信数据和开出信号，FPGA实现扩展开出并将光纤通信数据发送到其余控制器，同时FPGA将此前通过光纤端口接收的光纤通信数据以及开入信号传送给MCU；从控制器中，MCU与FPGA通过SPI按照至少5倍同步频率进行短数据帧通信，对开关量定时刷新，并从接收自FPGA的短数据帧中查询光纤端口接收光纤通信的状态，当MCU检测到光纤端口已收到任一主控制器光纤通信数据后，第一个刷新周期通过设置在短数据帧中的控制字通知FPGA将启动光纤通信数据交互，将需要通过光纤网络发送的数据处理成光纤通信数据，第二个刷新周期MCU启动长数据帧通信并将光纤通信数据传送到FPGA，而FPGA在这个刷新周期将所有接收自其他控制器的光纤通信数据传送给MCU，并在接收完MCU发送的光纤通信数据后立即通过光纤网络送给其余所有控制器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每对主控器和从控制器之间均设置收、发两条光纤，每一条光纤设有各自独立的光纤端口，控制器通过不同的光纤端口与不同的控制器多路并联。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，主控器中，MCU与FPGA进行SPI通信的数据等长，且包括多...

【专利技术属性】
技术研发人员：余翔，宋志伟，陈绪鹏，何学民，周立博，魏智，廖中亮，吴小顺，
申请(专利权)人：三峡智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：