一种通信系统及方法技术方案

本申请实施例公开了一种通信系统及方法。其中，该系统包括：本地节点、N个扩展节点和多条BLVDS总线；该本地节点包括本地节点通信模块和本地节点I/O模块，该本地节点通信模块和该本地节点I/O模块通过BLVDS总线连接；每个扩展节点均包括扩展节点通信模块和扩展节点I/O模块，同一节点的扩展节点通信模块和扩展节点I/O模块通过BLVDS总线连接；本地节点通信模块包括第一LVDS接口和第二LVDS接口，扩展节点通信模块包括第三LVDS接口和第四LVDS接口，本地节点通信模块和N个扩展节点通信模块通过多个LVDS接口环形连接，如此能以低成本实现大规模扩展节点I/O模块与本地节点高效、准确通信。准确通信。准确通信。

【技术实现步骤摘要】
一种通信系统及方法


[0001]本申请涉及通信
，更具体的说，涉及一种通信系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，在工业控制系统中，随着控制器性能不断提升，控制器所能处理的输入/输出(I nput/Output，I/O)数据量也在不断提升，为了保证大规模I O节点能够与控制器高效、准确通信，需要提升控制器系统通信总线带宽和总线稳定性。
[0003]现有的技术方案主要是基于星型拓扑和环形拓扑两种总线扩展方案。其中，星型拓扑主要是利用交换机原理，通过以太网交换机实现控制器与各个机架上通信模块间通信，通信模块再将以太网协议转换为机架上系统总线协议；环形拓扑是利用分层状态路由(H i erarch i ca l State Rout i ng，HSR)协议，实现各个机架间的数据通信。
[0004]但是，无论是星型拓扑还是环形拓扑，多数是利用以太网进行总线扩展，再通过机架上通信协议转换模块将以太网协议转换为机架上通信总线协议，此过程协议转换复杂，效率低；而且，通信模块需要配置物理层PHY和支持数据链层MAC的微控制单元(Mi crocontro l l er Un it，MCU)，成本较高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例公开一种通信系统及方法，以低成本实现大规模扩展节点I/O模块与本地节点高效、准确通信。
[0006]本申请实施例提供的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种通信系统，所述系统包括：本地节点、N个扩展节点和多条总线型低电压差分信号BLVDS总线，N为不小于1的正整数；
[0008]所述本地节点包括本地节点通信模块和本地节点输入/输出I/O模块，所述本地节点通信模块和所述本地节点I/O模块通过所述BLVDS总线连接；
[0009]每个所述扩展节点均包括扩展节点通信模块和扩展节点I/O模块，同一节点的所述扩展节点通信模块和所述扩展节点I/O模块通过所述BLVDS总线连接；
[0010]所述本地节点通信模块包括第一低电压差分信号LVDS接口和第二LVDS接口，所述扩展节点通信模块包括第三LVDS接口和第四LVDS接口，所述本地节点通信模块和N个所述扩展节点通信模块通过所述第一LVDS接口、所述第二LVDS接口、所述第三LVDS接口和所述第四LVDS接口环形连接。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述第一LVDS接口，用于所述本地节点通信模块向下一级节点发送数据；
[0012]所述第二LVDS接口，用于所述本地节点通信模块向上一级节点发送数据；
[0013]所述第三LVDS接口，用于所述扩展节点通信模块向下一级节点发送数据；
[0014]所述第四LVDS接口，用于所述扩展节点通信模块向上一级节点发送数据。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述第一LVDS接口，还用于所述本地节点通信模块接
收上一级节点发送的数据；
[0016]所述第二LVDS接口，还用于所述本地节点通信模块接收下一级节点发送的数据；
[0017]所述第三LVDS接口，还用于所述扩展节点通信模块接收上一级节点发送的数据；
[0018]所述第四LVDS接口，还用于所述扩展节点通信模块接收下一级节点发送的数据。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述本地节点通信模块，用于向所述扩展节点通信模块发送待执行数据；
[0020]所述扩展节点通信模块，用于接收所述待执行数据，判断所述待执行数据对应的目的地址中的通信地址与所述扩展节点通信模块对应的扩展节点地址是否一致；若所述通信地址与所述扩展节点地址不一致，则将所述待执行数据发送给下一级节点或上一级节点；若所述通信地址与所述扩展节点地址一致，则将所述待执行数据发送到所述扩展节点通信模块对应的BLVDS总线上；
[0021]所述扩展节点I/O模块,用于通过所述BLVDS总线接收所述待执行数据，判断所述目的地址中的通信槽位标识与所述扩展节点I/O模块对应的扩展槽位标识是否一致，若所述通信槽位标识与所述扩展槽位标识不一致，则丢弃所述待执行数据；若所述通信槽位标识与所述扩展槽位标识一致，则执行所述待执行数据。
[0022]在一种可能的实现方式中，当所述通信槽位标识与所述扩展槽位标识一致时，所述扩展节点I/O模块具体用于：
[0023]对所述待执行数据进行循环冗余校验码CRC校验；若所述CRC校验不通过，则丢弃所述待执行数据；若所述CRC校验通过，则执行所述待执行数据。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述扩展节点通信模块还包括：第一LVDS数据缓存区、第二LVDS数据缓存区、BLVDS数据缓存区和现场可编程门阵列FPGA执行单元；
[0025]所述FPGA执行单元，用于判断所述通信地址与所述扩展节点地址是否一致；若所述通信地址与所述扩展节点地址不一致，则将所述待执行数据搬运到所述第一LVDS数据缓存区或所述第二LVDS数据缓存区，将所述待执行数据发送给下一级节点或上一级节点；若所述通信地址与所述扩展节点地址一致，则将所述待执行数据搬运到所述BLVDS数据缓存区，将所述待执行数据发送到所述扩展节点通信模块对应的BLVDS总线上。
[0026]在一种可能的实现方式中，所述扩展节点I/O模块，用于通过所述BLVDS总线向所述扩展节点通信模块发送应答数据；
[0027]所述扩展节点通信模块，用于接收所述应答数据，将所述应答数据发送给下一级节点和/或上一级节点；
[0028]所述本地通信模块，用于接收所述应答数据。
[0029]在一种可能的实现方式中，所述扩展节点通信模块还包括：第一LVDS数据缓存区、第二LVDS数据缓存区、BLVDS数据缓存区和FPGA执行单元；
[0030]所述FPGA执行单元，用于在所述BLVDS数据缓存区接收完所述应答数据后，将所述应答数据搬运到所述第一LVDS数据缓存区和/或所述第二LVDS数据缓存区，将所述应答数据发送给下一级节点和/或上一级节点。
[0031]在一种可能的实现方式中，所述BLVDS数据缓存区包括第一BLVDS数据缓存区和第二BLVDS数据缓存区；同一节点的所述扩展节点通信模块和所述扩展节点I/O模块通过两条所述BLVDS总线连接；
[0032]与发送所述应答数据的扩展节点I/O模块同一节点的扩展节点通信模块中的所述FPGA执行单元，具体用于：
[0033]在所述第一BLVDS数据缓存区或所述第二BLVDS数据缓存区接收完所述应答数据后，将所述应答数据搬运到所述第一LVDS数据缓存区和所述第二LVDS数据缓存区，将所述应答数据发送给下一级节点和上一级节点。
[0034]第二方面，本申请实施例提供了一种通信方法，应用于上述第一方面任一项所述的通信系统，所述方法包括：
[0035]本地节点通信模块向扩展节点通信模块发送待执行数据；
[0036]所述扩展节点通信模块接收所述待执行数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信系统，其特征在于，所述系统包括：本地节点、N个扩展节点和多条总线型低电压差分信号BLVDS总线，N为不小于1的正整数；所述本地节点包括本地节点通信模块和本地节点输入/输出I/O模块，所述本地节点通信模块和所述本地节点I/O模块通过所述BLVDS总线连接；每个所述扩展节点均包括扩展节点通信模块和扩展节点I/O模块，同一节点的所述扩展节点通信模块和所述扩展节点I/O模块通过所述BLVDS总线连接；所述本地节点通信模块包括第一低电压差分信号LVDS接口和第二LVDS接口，所述扩展节点通信模块包括第三LVDS接口和第四LVDS接口，所述本地节点通信模块和N个所述扩展节点通信模块通过所述第一LVDS接口、所述第二LVDS接口、所述第三LVDS接口和所述第四LVDS接口环形连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一LVDS接口，用于所述本地节点通信模块向下一级节点发送数据；所述第二LVDS接口，用于所述本地节点通信模块向上一级节点发送数据；所述第三LVDS接口，用于所述扩展节点通信模块向下一级节点发送数据；所述第四LVDS接口，用于所述扩展节点通信模块向上一级节点发送数据。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一LVDS接口，还用于所述本地节点通信模块接收上一级节点发送的数据；所述第二LVDS接口，还用于所述本地节点通信模块接收下一级节点发送的数据；所述第三LVDS接口，还用于所述扩展节点通信模块接收上一级节点发送的数据；所述第四LVDS接口，还用于所述扩展节点通信模块接收下一级节点发送的数据。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述本地节点通信模块，用于向所述扩展节点通信模块发送待执行数据；所述扩展节点通信模块，用于接收所述待执行数据，判断所述待执行数据对应的目的地址中的通信地址与所述扩展节点通信模块对应的扩展节点地址是否一致；若所述通信地址与所述扩展节点地址不一致，则将所述待执行数据发送给下一级节点或上一级节点；若所述通信地址与所述扩展节点地址一致，则将所述待执行数据发送到所述扩展节点通信模块对应的BLVDS总线上；所述扩展节点I/O模块,用于通过所述BLVDS总线接收所述待执行数据，判断所述目的地址中的通信槽位标识与所述扩展节点I/O模块对应的扩展槽位标识是否一致，若所述通信槽位标识与所述扩展槽位标识不一致，则丢弃所述待执行数据；若所述通信槽位标识与所述扩展槽位标识一致，则执行所述待执行数据。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当所述通信槽位标识与所述扩展槽位标识一致时，所述扩展节点I/O模块具体用于：对所述待执行数据进行循环冗余校验码CRC校验；若所述CRC校验不通过，则丢弃所述待执行数据；若所述CRC校验通过，则执行所述待执行数据。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述扩展节点通信模块还包括：第一LVDS数据缓存区、第二LVDS数据缓存区、BLVDS数据缓存...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，崔莺凡，林强，罗庆丰，鲁浩，
申请(专利权)人：浙江中控技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：