一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法技术

本申请公开了一种Profibus‑DP总线控制器的数据处理方法，包括：FPGA将Profibus‑DP总线采集的串行信号转换为多个并行数据帧；根据每个所述并行数据帧的数据类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧。对每个所述预处理帧进行协议匹配处理，将得到的协议匹配数据帧发送至处理器，以便完成数据处理操作。通过FPGA对数据进行预处理，减少了处理器的执行环节，提高了数据处理的速度。本申请还公开了一种Profibus‑DP总线控制器的数据处理方法、FPGA装置、数据总线控制器以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法
本申请涉及工业自动化的数据采集
，特别涉及一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法、FPGA装置、数据总线控制器以及计算机可读存储介质。
技术介绍
在工业自动化领域中需要不断对数据进行采集，获取被控制物的状态，以便更好的进行控制操作。一般的，在采集数据的过程中通常需要采集大量的数据，采集很多数据源。在主控系统中，往往需要采集的数据源多达上千个，每个数据源接收发送的数据量往往在多达上万字节每秒。现有技术中，通常采用Profibus-DP总线的方式采集数据，在数据处理方面通过处理器对数据进行相应的处理后得到需要的结果。其中，Profibus总线(ProcessFieldBus)是一种具有广泛应用范围的、开放的数字通讯系统总线，Profibus-DP的DP即DecentralizedPeriphery。它具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。但是，在自动化领域中整个工作周期通常只有毫秒级别，数据处理速度的要求非常高，并且通过Profibus-DP总线系统采集的数据，数据量非常大。处理器有可能无法完成数据处理的要求，造成数据采集不及时，丢包率上升，对数据采集的实时性和功能性方面造成影响。因此，如何提高数据处理的处理速度是本领技术人员关注的重点问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法、FPGA装置、数据总线控制器以及计算机可读存储介质，通过FPGA对数据进行预处理，减少了处理器的执行环节，提高了数据处理的速度。为解决上述技术问题，本申请提供一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法，包括：FPGA将Profibus-DP总线采集的串行信号转换为多个并行数据帧；根据每个所述并行数据帧的数据类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧。对每个所述预处理帧进行协议匹配处理，将得到的协议匹配数据帧发送至处理器，以便完成数据处理操作。可选的，根据每个所述并行数据帧的数据类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧，包括：对每个所述并行数据帧进行帧类型解析，得到每个并行数据帧的数据帧类型；根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧。可选的，根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧，包括：根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行关键帧提取处理，得到多个预处理帧。可选的，根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行关键帧提取处理，得到多个预处理帧，包括：采用关键帧分割算法根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行关键帧提取处理，得到多个预处理帧。可选的，还包括：当得到协议匹配数据帧时，将所述协议匹配数据帧存放在所述预处理帧的功能对应的缓存区中，以便从同一个缓存区向处理器发送同一功能的协议匹配数据帧。可选的，对每个所述处理数据进行协议匹配处理，将得到的多个协议匹配数据发送至处理器，以便完成数据处理操作，包括：对每个所述处理数据进行协议匹配处理，得到多个协议匹配数据帧；按照所述处理器的处理性能占用率将所述协议匹配数据帧发送给所述处理器。本申请还提供一种FPGA装置，包括：串并转换模块，用于将Profibus-DP总线采集的串行信号转换为多个并行数据帧；预处理模块，用于根据每个所述并行数据帧的数据类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧。数据发送模块，用于对每个所述预处理帧进行协议匹配处理，将得到的协议匹配数据帧发送至处理器，以便完成数据处理操作。可选的，所述预处理模块，包括：数据帧类型获取单元，用于对每个所述并行数据帧进行帧类型解析，得到每个并行数据帧的数据帧类型；数据帧预处理单元，用于根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧。本申请还提供一种数据总线控制器，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的数据处理方法的步骤。本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的数据处理方法的步骤。本申请所提供的一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法，包括：FPGA将Profibus-DP总线采集的串行信号转换为多个并行数据帧；根据每个所述并行数据帧的数据类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧。对每个所述预处理帧进行协议匹配处理，将得到的协议匹配数据帧发送至处理器，以便完成数据处理操作。通过FPGA将数据进行串并信号转换，使得处理器可以从处理串行信号到处理并行信号，提高处理速度，并且对并行数据帧进行预处理，也就是在FPGA中将数据提前进行报文解析等处理，减少处理器对数据的处理环节，将对数据进行处理的工作一部分分摊在FPGA中，在处理器中对于一个数据帧的处理时长降低，也就是在相同时长内提高了数据处理的速度，进而可以对数据及时进行处理，减少数据丢包的概率，提高总线结构的实时性，并且保持总线结构的功能性。本申请还提供一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法、FPGA装置、数据总线控制器以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果，在此不做赘述。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法的流程图；图2为本申请实施例所提供的一种数据处理芯片的结构示意图；图3为本申请实施例所提供的一种FPGA装置的结构示意图。具体实施方式本申请的核心是提供一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法、FPGA装置、数据总线控制器以及计算机可读存储介质，通过FPGA对数据进行预处理，减少了处理器的执行环节，提高了数据处理的速度。为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。通常将Profibus-DP总线的数据传输给处理器，以便通过处理器对数据进行处理。现有技术中采集点进行数据采集后通过Profibus-DP总线将数据传输给FPGA，FPGA对数据进行接收后，对数据进行数据协议适配后，将协议适配的数据发送给处理器，以便处理器在后台对数据进行处理。但是，在面对大量数据时，处理器会由于计算周期等因素的影响，造成数据处理的不及时，数据遗失率上升，对总线结构的实时性和功能性造成严重的影响。因此，本申请实施例提供一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法，通过FPGA将数据进行串并信号转换，使得处理器可以从处理串行信号到处理并行信号，提高处理速度，并且对并行数据帧进行预处理，也就是在FPGA中将数据提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Profibus‑DP总线控制器的数据处理方法，其特征在于，包括：FPGA将Profibus‑DP总线采集的串行信号转换为多个并行数据帧；根据每个所述并行数据帧的数据类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧；对每个所述预处理帧进行协议匹配处理，将得到的协议匹配数据帧发送至处理器，以便完成数据处理操作。

【技术特征摘要】
1.一种Profibus-DP总线控制器的数据处理方法，其特征在于，包括：FPGA将Profibus-DP总线采集的串行信号转换为多个并行数据帧；根据每个所述并行数据帧的数据类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧；对每个所述预处理帧进行协议匹配处理，将得到的协议匹配数据帧发送至处理器，以便完成数据处理操作。2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，根据每个所述并行数据帧的数据类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧，包括：对每个所述并行数据帧进行帧类型解析，得到每个并行数据帧的数据帧类型；根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧。3.根据权利要求2所述的数据处理方法，其特征在于，根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行数据预处理，得到多个预处理帧，包括：根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行关键帧提取处理，得到多个预处理帧。4.根据权利要求3所述的数据处理方法，其特征在于，根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行关键帧提取处理，得到多个预处理帧，包括：采用关键帧分割算法根据所有所述数据帧类型对对应的并行数据帧进行关键帧提取处理，得到多个预处理帧。5.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，还包括：当得到协议匹配数据帧时，将所述协议匹配数据帧存放在所述预处理帧的功能对应的缓存区中，以便从同一个缓存区向处理器发送同一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航，郑超，
申请(专利权)人：杭州和利时自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33