新型程控多模式串口分配器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種新型程控多模式串口分配器，其主要技術(shù)特點(diǎn)是：包括FPGA模塊、電源模塊、多個(gè)MAX232串口芯片、多個(gè)MAX3160串口芯片和存儲(chǔ)模塊，電源模塊連接到FPGA模塊、存儲(chǔ)模塊、MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片為其供電，F(xiàn)PGA模塊與MAX232串口芯片、MAX3160串口芯片、存儲(chǔ)模塊相連接，其中一個(gè)MAX232串口芯片作為控制串口與上位機(jī)相接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，通過(guò)FPGA模塊及其相連接MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片實(shí)現(xiàn)兩種模式的多串口任意連接功能，在上位機(jī)的控制下能夠調(diào)整MAX3160接口的工作模式和任意串口的連接方式，實(shí)現(xiàn)多個(gè)串口設(shè)備模式轉(zhuǎn)變和自由互聯(lián)功能，具有安裝方便、性能可靠、使用靈活方便等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】新型程控多模式串口分配器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型屬于串口通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種新型程控多模式串口分配器。
【背景技術(shù)】
[0002]串口通信是通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線、地線、控制線等按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。由于串行通信是在一根傳輸線上一位一位地傳送信息，所用的傳輸線少，因此，可廣泛地用于那些與計(jì)算機(jī)相距不遠(yuǎn)的人一機(jī)交換設(shè)備和串行存儲(chǔ)的外部設(shè)備如終端、打印機(jī)、邏輯分析儀、磁盤(pán)等。串口通信包括RS232串口和RS422串口，在一些大型設(shè)備或系統(tǒng)中包括了很多通信設(shè)備，這些通信設(shè)備需要通過(guò)串口實(shí)時(shí)地進(jìn)行通信以完成數(shù)據(jù)交換功能，上述通信設(shè)備之間既有RS232串口的通信設(shè)備，又有RS422串口的通信設(shè)備，并且數(shù)據(jù)交互形式復(fù)雜，如何使他們不同接口的通信設(shè)備進(jìn)行有效通信是目前迫切需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種設(shè)計(jì)合理、能夠有效地進(jìn)行多路接口轉(zhuǎn)換功能的的新型程控多模式串口分配器。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種新型程控多模式串口分配器，包括FPGA模塊、電源模塊、多個(gè)MAX232串口芯片、多個(gè)MAX3160串口芯片和存儲(chǔ)模塊，電源模塊連接到FPGA模塊、存儲(chǔ)模塊、MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片為其供電，F(xiàn)PGA模塊與MAX232串口芯片、MAX3160串口芯片、存儲(chǔ)模塊相連接，其中一個(gè)MAX232串口芯片作為控制串口與上位機(jī)相接。
[0006]而且，所述FPGA模塊包括自舉模塊、數(shù)據(jù)流解析模塊、控制寄存器、連接網(wǎng)絡(luò)模塊、控制管腳和數(shù)據(jù)管腳，自舉模塊和控制寄存器分別與存儲(chǔ)模塊中的程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相連接，該自舉模塊還與控制寄存器及數(shù)據(jù)流解析模塊相連接，該數(shù)據(jù)流解析模塊分別與控制串口、控制寄存器及連接網(wǎng)絡(luò)模塊相連接，該控制寄存器還與控制管腳及連接網(wǎng)絡(luò)模塊相連接，該連接網(wǎng)絡(luò)模塊還與數(shù)據(jù)管腳相連接，控制管腳和數(shù)據(jù)管腳分別與MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片相連接。
[0007]而且，所述上位機(jī)通過(guò)控制串口與數(shù)據(jù)流解析模塊相連接用于設(shè)置FPGA的工作模式，所述FPGA的工作模式為運(yùn)行模式或調(diào)試模式。
[0008]而且，所述上位機(jī)通過(guò)控制串口與數(shù)據(jù)流解析模塊相連接用于設(shè)置任意串口的連接方式，所述任意串口的連接方式為兩兩互聯(lián)、一對(duì)多連接或者相互串行連接。
[0009]而且，所述上位機(jī)通過(guò)控制串口與數(shù)據(jù)流解析模塊相連接用于設(shè)置MAX3160芯片的工作模式，所述MAX3160芯片的工作模式為RS422模式或者RS232模式。
[0010]而且，所述的存儲(chǔ)模塊包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0012]本實(shí)用新型通過(guò)FPGA模塊及其相連接MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片實(shí)現(xiàn)兩種模式的多串口任意連接功能，在上位機(jī)的控制下，可以調(diào)整MAX3160接口的工作模式和任意串口的連接方式，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)串口設(shè)備模式轉(zhuǎn)變和自由互聯(lián)功能，具有安裝方便、性能可靠、使用靈活方便等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的FPGA內(nèi)部邏輯關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述:
[0016]一種新型程控多模式串口分配器，如圖1所示，包括FPGA模塊、電源模塊、多個(gè)MAX232串口芯片、多個(gè)MAX3160串口芯片、存儲(chǔ)模塊和設(shè)置開(kāi)關(guān)。電源模塊連接到FPGA模塊、存儲(chǔ)模塊和MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片為其供電，F(xiàn)PGA模塊與MAX232串口芯片、MAX3160串口芯片、存儲(chǔ)模塊、控制串口及設(shè)置開(kāi)關(guān)相連接，F(xiàn)PGA模塊控制MAX232X芯片、MAX3160串口芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)串口芯片的通信控制功能，可以分配任意分配串口之間兩兩互聯(lián)或者一個(gè)串口與多個(gè)串口相連，同時(shí)FPGA模塊還可以設(shè)置MAX3160串口芯片的工作模式，MAX3160串口芯片的工作模式包括422串口模式或232串口模式；每個(gè)MAX232X芯片均連接有9針RS232串口以實(shí)現(xiàn)RS232通信功能，每個(gè)MAX3160串口芯片均連接25針RS422串口以實(shí)現(xiàn)RS422通信功能或RS232通信功能。在本實(shí)施例中，9針RS232串口的數(shù)量為16個(gè)，相應(yīng)的MAX232串口芯片為16個(gè)，25針RS422串口的數(shù)量為30個(gè)，相應(yīng)的MAX3160串口芯片為30個(gè)。在上述MAX232串口芯片中，將其中一個(gè)MAX232串口芯片作為控制串口，F(xiàn)PGA模塊通過(guò)該控制串口與上位機(jī)相接實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信功能，F(xiàn)PGA模塊能夠接收上位機(jī)的連接設(shè)置命令和串口連接查詢(xún)命令，一方面按照上位機(jī)的設(shè)置命令對(duì)各個(gè)串口芯片的工作模式進(jìn)行設(shè)置，另一方面按照上位機(jī)的查詢(xún)命令將FPGA所有串口的工作狀態(tài)及連接關(guān)系發(fā)送給上位機(jī)。FPGA模塊通過(guò)存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)程序存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，該存儲(chǔ)模塊包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其中程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)FPGA控制程序，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)FPGA數(shù)據(jù)，當(dāng)新型程控多模式串口分配器上電時(shí)，F(xiàn)PGA模塊自動(dòng)從存儲(chǔ)模塊中讀取數(shù)據(jù)以恢復(fù)為掉電前的工作狀態(tài)。設(shè)置開(kāi)關(guān)用于FPGA的工作模式，在運(yùn)行模式下可以完成上述控制功能，在調(diào)試模式下，上位機(jī)完成對(duì)新型程控多模式串口分配器的調(diào)試功能。
[0017]如圖2所示，F(xiàn)PGA模塊包括自舉模塊、數(shù)據(jù)流解析模塊、控制寄存器、連接網(wǎng)絡(luò)模塊、控制管腳和數(shù)據(jù)管腳，自舉模塊和控制寄存器分別與存儲(chǔ)模塊中的程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相連接，該自舉模塊還與控制寄存器及數(shù)據(jù)流解析模塊相連接，該數(shù)據(jù)流解析模塊分別與控制串口、控制寄存器及連接網(wǎng)絡(luò)模塊相連接，該控制寄存器還與控制管腳及連接網(wǎng)絡(luò)模塊相連接，該連接網(wǎng)絡(luò)模塊還與數(shù)據(jù)管腳相連接，控制管腳和數(shù)據(jù)管腳分別與MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片相連接。FPGA模塊的工作原理為:FPGA模塊作為程控多模串口的處理核心，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)程控、多串口的互聯(lián)和串口模式的控制等功能。系統(tǒng)上電后，自舉模塊自動(dòng)將保存在程序寄存器中的程序代碼加載到FPGA中，以控制數(shù)據(jù)流解析模塊和控制寄存器的運(yùn)行。數(shù)據(jù)流解析模塊不間斷的維護(hù)與上位機(jī)之間的串口通信:數(shù)據(jù)流解析模塊接收上位機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行解析判斷是命令還是調(diào)試數(shù)據(jù)，如果是命令，將其送入控制寄存器并存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中保存；如果是調(diào)試數(shù)據(jù)，將其送入連接網(wǎng)絡(luò)模塊。數(shù)據(jù)流解析模塊同時(shí)收集來(lái)自控制寄存器、連接網(wǎng)絡(luò)模塊的數(shù)據(jù)，將其傳給上位機(jī)?？刂萍拇嫫鞲鶕?jù)數(shù)據(jù)流解析模塊傳來(lái)的命令來(lái)設(shè)置FPGA控制管腳的電平，實(shí)現(xiàn)工作串口的模式控制。連接網(wǎng)絡(luò)模塊根據(jù)數(shù)據(jù)流解析模塊傳來(lái)的命令來(lái)調(diào)整MAX3160接口的工作模式和任意串口的連接方式，實(shí)現(xiàn)多個(gè)串口設(shè)備模式轉(zhuǎn)變和自由互聯(lián)功能。
[0018]需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型程控多模式串口分配器，其特征在于:包括FPGA模塊、電源模塊、多個(gè)MAX232串口芯片、多個(gè)MAX3160串口芯片和存儲(chǔ)模塊，電源模塊連接到FPGA模塊、存儲(chǔ)模塊、MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片為其供電，F(xiàn)PGA模塊與MAX232串口芯片、MAX3160串口芯片、存儲(chǔ)模塊相連接，其中一個(gè)MAX232串口芯片作為控制串口與上位機(jī)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型程控多模式串口分配器，其特征在于:所述FPGA模塊包括自舉模塊、數(shù)據(jù)流解析模塊、控制寄存器、連接網(wǎng)絡(luò)模塊、控制管腳和數(shù)據(jù)管腳，自舉模塊和控制寄存器分別與存儲(chǔ)模塊中的程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相連接，該自舉模塊還與控制寄存器及數(shù)據(jù)流解析模塊相連接，該數(shù)據(jù)流解析模塊分別與控制串口、控制寄存器及連接網(wǎng)絡(luò)模塊相連接，該控制寄存器還與控制管腳及連接網(wǎng)絡(luò)模塊相連接，該連接網(wǎng)絡(luò)模塊還與數(shù)據(jù)管腳相連接，控制管腳和數(shù)據(jù)管腳分別與MAX232串口芯片和MAX3160串口芯片相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型程控多模式串口分配器，其特征在于:所述上位機(jī)通過(guò)控制串口與數(shù)據(jù)流解析模塊相連接用于設(shè)置FPGA的工作模式，所述FPGA的工作模式為運(yùn)行模式或調(diào)試模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型程控多模式串口分配器，其特征在于:所述上位機(jī)通過(guò)控制串口與數(shù)據(jù)流解析模塊相連接用于設(shè)置任意串口的連接方式，所述任意串口的連接方式為兩兩互聯(lián)、一對(duì)多連接或者相互串行連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型程控多模式串口分配器，其特征在于:所述上位機(jī)通過(guò)控制串口與數(shù)據(jù)流解析模塊相連接用于設(shè)置MAX3160芯片的工作模式，所述MAX3160芯片的工作模式為RS422模式或者RS232模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型程控多模式串口分配器，其特征在于:所述的存儲(chǔ)模塊包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
【文檔編號(hào)】G06F13/40GK203376746SQ201320331830
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月8日
【發(fā)明者】王川, 趙先龍, 張博, 鄧玉芬, 阮銳, 孫磊 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍92859部隊(duì)