一种基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法，上位机主控CPU将喷印数据及命令通过总线发送至分头模块，分头模块将数据分为对应的4个下位机数据并发送至每个下位机的USB中；在下位机中，采用FPGA与USB芯片和SRAM存储芯片直连，FPGA将USB发送来的数据直接存入SRAM中，等待喷印；上位机的USB总线双向与喷头单片机进行通信控制，上位机的USB总线单向读取喷头FPGA的数据，上位机的USB总线单向发送喷印数据给喷头FPGA，上位机的USB总线单向发送控制数据给喷头FPGA。本发明专利技术技术方案，具有ARM与FPGA高速通讯的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法
本专利技术涉及喷码机
，具体地说，涉及一种基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法。
技术介绍
高解析喷码机不同与传统的CIJ喷码机相比打印效果更加清晰，喷印速度更快。因此高解析喷码机需要的通讯的数据量更大，要求数据传送速度更快。目前，喷码机上位机与下位机的通讯控制方案有：高速CPU、DSP(digitalsignalprocessor，数字信号处理器)、CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)及FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)，其中采用高速CPU和DSP控制具有成本高的缺点，而且由于其串行的指令特性，当产线速度比较高时，喷码机的喷印控制经常不能实时跟上产线速度的变化，导致出现漏喷、间断等问题；CPLD控制虽然支持并行处理，但由于是控制密集型，芯片内部没有可作数据缓冲区的存储器，因此需要外挂存储器，导致成本增加、电路变复杂，机身尺寸增大。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法，上位机主控CPU将喷印数据及命令通过总线发送至分头模块，分头模块将数据分为对应的4个下位机数据并发送至每个下位机的USB中；在下位机中，采用FPGA与USB芯片和SRAM存储芯片直连，FPGA将USB发送来的数据直接存入SRAM中，等待喷印；上位机的USB总线双向与喷头单片机进行通信控制，上位机的USB总线单向读取喷头FPGA的数据，上位机的USB总线单向发送喷印数据给喷头FPGA，上位机的USB总线单向发送控制数据给喷头FPGA。进一步的，上位机开机先初始化USB芯片，FPGA的配置IO口跟USB芯片直接连接，上位机通过USB端点1发送配置数据到USB芯片内部单片机，USB芯片内部单片机根据FPGA配置协议通过USB芯片的IO口对FPGA进行配置，并通过USB芯片的USB端点1返回配置过程的结果。进一步的，喷码机命令发送过程为：上位机通过用户操作获取需要发送的命令指令，将其按照通讯协议在命令指令前后加上相应校验码进行打包；上位机通过USB通讯模块将命令指令从指定USB通道中发送给下位机；同时，下位机检测到命令指令通过USB通讯模块读取并写入FIFO命令模块中，等待喷印主程序调用。进一步的，喷印数据发送过程为：上位机通过喷印文件获取需要发送的喷印内容数据和喷印参数，将其按照通讯协议在命令指令前后加上相应校验码进行打包；上位机通过USB通讯模块将命令指令从指定USB端点发送喷印内容数据和喷印参数给下位机；下位机检测到数据通道有数据输入，并将读取到的喷印数据直接通过读写SRAM模块写入SRAM中，等待喷印主程序调用。进一步的，下位机数据回传过程如下：下位机在喷印结束时，会主动通过回传通道回传一组喷印结束命令给上位机，通知上位机发送下一组命令指令和喷印数据。进一步的，上位机在发生完给喷头数据后，提早预处理下次需要发送的数据，等下位机需要数据的时候，这样做到下次需要喷印数据的时候可以即刻发送，并进入下一次数据的预处理；上位机同时在线程中间隔读取USB是否有FPGA回传的数据，并按回传的内容进行下次发生或者做相应的指令。进一步的，上位机通过USB总线与USB芯片进行通信，USB芯片通过自身集成的单片机功能块的串口与喷头电源控制单片机进行通信控制，实现对喷头单片机芯片的通信控制，以及对喷头单片机的程序升级；上位机通过USB端点1的双向通信实现对喷头单片机的控制；USB芯片单片机实时监测端点1的FIFO，判断FIFO是否有上位机的数据，并通过串口发送给喷头单片机；USB芯片单片机读取串口接收到的单片机数据，并通过USB端点1发送数据给上位机。本专利技术技术方案，在arm与FPGA之间用USB搭建数据桥梁，实现对HP热发泡打印盒的控制以及数据传输，制定上位机与下位机之间的通讯协议，在上位机中增加USBhub模块，可同时控制多个喷头，在上位机中增加USB通讯模块，其中具体细分为命令模块、数据模块、接收模块，在下位机中增加USB通讯模块、FIFO命令模块、读写SRAM模块，增加SRAM存储芯片，用于存放喷印数据，USB芯片自身集成单片机与喷头控制单片机进行通信控制，同时接收与执行上位机的USB通信数据；喷头单片机控制喷头墨盒工作电压，外围设备的检测，FPGA读取SRAM的喷印内容的数据，并通过并口操作HP热发泡墨盒的接口显示喷印。实现了ARM与FPGA高速通讯，提供了一种利用利用USB高速并行传输，多通道，可同时读写的特性，实现高速高解析喷码机的数据传输。在ARM与FPGA之间用USB搭建数据桥梁，实现对HP热发泡打印盒的控制以及数据传输。FPGA接收到数据利用其多IO高时序高精度的特点更好的控制喷头喷印，USB同时分发数据给喷头单片机控制喷头的外设管理，在最少的总线下，实现更短的时间内更多的数据交换，控制喷头打印。附图说明图1是本专利技术技术方案原理框图。具体实施方式本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。参见说明书附图，本专利技术提供的基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法，选择USB总线通信作为数据通路，有利于快速地传输数据量，把USB的端点对应的喷头的硬件，喷头设备的管理通信。高解析喷码机上位机采用是全志A20的ARMCortex-A7的芯片，并通过USB的Hub芯片外扩四个USB口与喷头上的USB芯片Cy7c68013A进行通信，同时Cy7c68013A的并行总线与FPGA联接通信，Cy7c68013A的串口与喷头单片机联接通信。全志A20拥有3路USB，支持USB2.0高速，USB2.0全速，USB1.1；USB2.0高速规范把传输速度提高到了480Mbps，本方法USB速率是USB2.0高速的。上位机USB的hun出来的4路USB差分信号DM和DP联接到Cy7c68013A的DMINUS和DPLUS上，Cy7c68013A的TXD0与RXD0与单片机stc15w408as的P3.1和P3.0,实现上位机对单片机的通信同时实现对单片机的程序升级；Cy7c68013A的并口数据FDO-FD15，时钟信号IFCLK,读写控制SLRD与SLWR，状态口FLAG_A，FLAG_B与FPAG的io联接，实现A20与FPGA的通信过程。同时Cy7c68013A的普通IO口PC0-PC4与FPGA的IO口联接，实现上位机对fpga程序的配置。本实施例，在上位机采用A20作为主控CPU，上位机将喷印数据及命令通过总线发送至分头模块，分头模块将数据分为对应的4个下位机数据并发送至每个下位机的USB中。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法，其特征在于：/n上位机主控CPU将喷印数据及命令通过总线发送至分头模块，分头模块将数据分为对应的4个下位机数据并发送至每个下位机的USB中；/n在下位机中，采用FPGA与USB芯片和SRAM存储芯片直连，FPGA将USB发送来的数据直接存入SRAM中，等待喷印；/n上位机的USB总线双向与喷头单片机进行通信控制，上位机的USB总线单向读取喷头FPGA的数据，上位机的USB总线单向发送喷印数据给喷头FPGA，上位机的USB总线单向发送控制数据给喷头FPGA。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法，其特征在于：
上位机主控CPU将喷印数据及命令通过总线发送至分头模块，分头模块将数据分为对应的4个下位机数据并发送至每个下位机的USB中；
在下位机中，采用FPGA与USB芯片和SRAM存储芯片直连，FPGA将USB发送来的数据直接存入SRAM中，等待喷印；
上位机的USB总线双向与喷头单片机进行通信控制，上位机的USB总线单向读取喷头FPGA的数据，上位机的USB总线单向发送喷印数据给喷头FPGA，上位机的USB总线单向发送控制数据给喷头FPGA。


2.根据权利要求1所述的基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法，其特征在于：上位机开机先初始化USB芯片，FPGA的配置IO口跟USB芯片直接连接，上位机通过USB端点1发送配置数据到USB芯片内部单片机，USB芯片内部单片机根据FPGA配置协议通过USB芯片的IO口对FPGA进行配置，并通过USB芯片的USB端点1返回配置过程的结果。


3.根据权利要求1所述的基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法，其特征在于：喷码机命令发送过程为：上位机通过用户操作获取需要发送的命令指令，将其按照通讯协议在命令指令前后加上相应校验码进行打包；上位机通过USB通讯模块将命令指令从指定USB通道中发送给下位机；同时，下位机检测到命令指令通过USB通讯模块读取并写入FIFO命令模块中，等待喷印主程序调用。


4.根据权利要求1所述的基于高解析喷码机ARM与FPGA高速通讯的方法，其特征在于：喷印数据发送过程为：上位机通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：周甲茂，滕亮亮，
申请(专利权)人：浙江朗帝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33