【技术实现步骤摘要】
本申请涉及数据通信，特别是涉及一种通信速率自适应的组态数据通信系统及其使用方法。
技术介绍
1、目前，市场上自主研发的安全级数字化控制系统大都采用fpga技术开发。而在实际运行时，数字化控制系统需要与上位机pc进行信息的交互。在以往的设计中，二者信息交互的速率往往采用单一固定的速率。
2、随着时代发展，数字化控制系统应用场景越来越多样，单位时间内交互的信息数据量也变化很大，即使采用同一控制系统，在不同的运行时间，需要传输的数据量也会差异较大，对于实时性要求很高的安全系统，需要提高传输速率，但并不是所有的场合都需要高速率传输，一些较老的pc，或者基于某些通信稳定性的原因，传输速率要低一些。
3、若同一硬件的数字化控制系统只能支持单一的通信速率，针对不同的应用场合，需要配置不同的硬件系统；另外若上位机pc系统升级换代，数字化控制系统硬件也要更新，这样大大增加了使用成本，同时降低了使用灵活性，适应性。基于以上原因，需要设计适应不同通信速率的数字化控制系统。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种通信速率自适应的组态数据通信系统及其使用方法，可适应不同通信速率，使数字化控制系统适应性大大提高。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
3、第一方面，本申请提供了一种通信速率自适应的组态数据通信系统，包括：fpga外部芯片、fpga存储模块、fpga接收模块、fpga发送模块和上位机；fpga接收模块包括具有不同工作频率的若干个接收单元；f
4、fpga外部芯片，用于将上位机通过网口发来的数据转化为fpga接收模块可读取的信号以及将fpga的信号转化为可通过网口传输回上位机的数据；fpga存储模块用于缓存fpga外部芯片根据上位机通过网口发来的数据转化输出的信号；fpga接收模块用于读取fpga存储模块中缓存的信号，选择适应频率的接收单元和发送单元进行工作，以及通过适应频率的接收单元接收上位机发来的数据包；fpga发送模块用于使用适应频率的发送单元向上位机发送数据包。
5、可选地，在通信速率自适应的组态数据通信系统初次上电时，对fpga存储模块进行写读功能验证；若对fpga存储模块进行的写读功能验证失败，则停止进入工作状态；若对fpga存储模块进行的写读功能验证成功，则进入工作状态。
6、可选地，在进入工作状态时，对fpga存储模块中的数据进行清零，初始化fpga外部芯片的工作模式，并设置各接收单元和各发送模块要接收和发送的数据包的初始值，以及初始化网络连接状态。
7、可选地，上位机用于向fpga接收模块发送三个建立连接数据包和pc验证数据包；fpga发送模块用于向上位机发送第一fpga验证数据包和第二fpga验证数据包。
8、第二方面，本申请提供了一种通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法，应用于如前文所述的通信速率自适应的组态数据通信系统，该通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法包括以下步骤：
9、通过fpga外部芯片将上位机通过网口发来的数据转化为fpga接收模块可读取的信号，并缓存在fpga存储模块中。
10、通过fpga接收模块读取fpga存储模块中缓存的信号，以确定适应频率的接收单元和发送单元进行工作。
11、通过fpga接收模块中适应频率的接收单元接收上位机发来的数据包；fpga接收模块中包括具有不同工作频率的若干个接收单元。
12、通过fpga发送模块中适应频率的发送单元向上位机发送数据包；fpga发送模块中包括具有不同工作频率的若干个发送单元。
13、可选地，在通信速率自适应的组态数据通信系统初次上电时，通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法还包括以下步骤：
14、对fpga存储模块进行写读功能验证，若对fpga存储模块进行的写读功能验证失败，则停止进入工作状态。若对fpga存储模块进行的写读功能验证成功，则进入工作状态。
15、可选地，在进入工作状态后，通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法还包括以下步骤：
16、对fpga存储模块中的数据进行清零。
17、初始化fpga外部芯片的工作模式。
18、设置各接收单元要接收的数据包的初始值。
19、设置各发送模块要发送的数据包的初始值。
20、初始化网络连接状态。
21、可选地，上位机用于向fpga接收模块发送三个建立连接数据包和pc验证数据包；fpga发送模块用于向上位机发送第一fpga验证数据包和第二fpga验证数据包。
22、可选地，在初始化网络连接状态之后，通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法还包括以下步骤：
23、通过fpga接收模块等待接收上位机发送的三个建立连接数据包。
24、通过fpga接收模块中的各接收单元解析上位机发送的三个建立连接数据包，确定适应频率的接收单元和发送单元。
25、通过适应频率的发送单元，向上位机发送第一fpga验证数据包，并通过适应频率的接收单元，等待接收上位机发送的pc验证数据包。
26、若在等待时间内收到上位机发送的pc验证数据包，则对上位机发送的pc验证数据包进行验证。
27、若上位机发送的pc验证数据包验证正确，则通过适应频率的发送单元，向上位机发送第二fpga验证数据包，并使适应频率的发送单元和接收单元进入正常通信状态。
28、可选地，在通过适应频率的发送单元，向上位机发送第二fpga验证数据包，并使适应频率的发送单元和接收单元进入正常通信状态之后，通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法还包括以下步骤：
29、在正常通信状态的每一次数据包传输过程中，针对上位机发送的数据包进行crc校验。
30、若连续三次crc校验失败或超时未接收到数据包，则跳转至步骤“通过fpga接收模块等待接收上位机发送的三个建立连接数据包”。
31、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：
32、本申请提供了一种通信速率自适应的组态数据通信系统及其使用方法，该系统包括：fpga外部芯片、fpga存储模块、fpga接收模块、fpga发送模块和上位机；通过fpga外部芯片将上位机通过网口发来的数据转化为fpga接收模块可读取的信号以及将fpga的信号转化为可通过网口传输回上位机的数据；通过fpga接收模块读取fpga存储模块中缓存的信号，选择适应频率的接收单元和发送单元进行工作，以及通过适应频率的接收单元接收上位机发来的数据包；并通过fpga发送模块使用适应频率的发送单元向上位机发送数据包。本申请上述方案为满足核工业对安全级数字化控制系统控制器的多样性、安全性要求，兼顾最优化成本因素考虑，在fpga芯片上，通过设计支持高低速自适应的接收模块和发送模块，从而本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通信速率自适应的组态数据通信系统，其特征在于，包括：FPGA外部芯片、FPGA存储模块、FPGA接收模块、FPGA发送模块和上位机；所述FPGA接收模块包括具有不同工作频率的若干个接收单元；所述FPGA发送模块包括具有不同工作频率的若干个发送单元；
2.根据权利要求1所述的通信速率自适应的组态数据通信系统，其特征在于，在所述通信速率自适应的组态数据通信系统初次上电时，对所述FPGA存储模块进行写读功能验证；若对所述FPGA存储模块进行的写读功能验证失败，则停止进入工作状态；若对所述FPGA存储模块进行的写读功能验证成功，则进入工作状态。
3.根据权利要求2所述的通信速率自适应的组态数据通信系统，其特征在于，在进入工作状态时，对FPGA存储模块中的数据进行清零，初始化FPGA外部芯片的工作模式，并设置各接收单元和各发送模块要接收和发送的数据包的初始值，以及初始化网络连接状态。
4.根据权利要求3所述的通信速率自适应的组态数据通信系统，其特征在于，所述上位机用于向所述FPGA接收模块发送三个建立连接数据包和PC验证数据包；所述FPGA发送模
5.一种通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法，其特征在于，应用如权利要求1-4任一项所述的通信速率自适应的组态数据通信系统，所述通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法包括：
6.根据权利要求5所述的通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法，其特征在于，在所述通信速率自适应的组态数据通信系统初次上电时，所述通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法还包括：
7.根据权利要求6所述的通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法，其特征在于，在进入工作状态后，所述通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法还包括：
8.根据权利要求7所述的通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法，其特征在于，所述上位机用于向所述FPGA接收模块发送三个建立连接数据包和PC验证数据包；所述FPGA发送模块用于向所述上位机发送第一FPGA验证数据包和第二FPGA验证数据包。
9.根据权利要求8所述的通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法，其特征在于，在初始化网络连接状态之后，所述通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法还包括：
10.根据权利要求9所述的通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法，其特征在于，在通过适应频率的所述发送单元，向所述上位机发送第二FPGA验证数据包，并使适应频率的所述发送单元和所述接收单元进入正常通信状态之后，所述通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种通信速率自适应的组态数据通信系统，其特征在于，包括：fpga外部芯片、fpga存储模块、fpga接收模块、fpga发送模块和上位机；所述fpga接收模块包括具有不同工作频率的若干个接收单元；所述fpga发送模块包括具有不同工作频率的若干个发送单元；
2.根据权利要求1所述的通信速率自适应的组态数据通信系统，其特征在于，在所述通信速率自适应的组态数据通信系统初次上电时，对所述fpga存储模块进行写读功能验证；若对所述fpga存储模块进行的写读功能验证失败，则停止进入工作状态；若对所述fpga存储模块进行的写读功能验证成功，则进入工作状态。
3.根据权利要求2所述的通信速率自适应的组态数据通信系统，其特征在于，在进入工作状态时，对fpga存储模块中的数据进行清零，初始化fpga外部芯片的工作模式，并设置各接收单元和各发送模块要接收和发送的数据包的初始值，以及初始化网络连接状态。
4.根据权利要求3所述的通信速率自适应的组态数据通信系统，其特征在于，所述上位机用于向所述fpga接收模块发送三个建立连接数据包和pc验证数据包；所述fpga发送模块用于向所述上位机发送第一fpga验证数据包和第二fpga验证数据包。
5.一种通信速率自适应的组态数据通信系统的使用方法，其特征在于，应用如权利要求1-4任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，刘志凯，钱一名，余松，冀苗苗，张柯，
申请(专利权)人：中核控制系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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