一种基于龙芯的下位机系统的制作方法

本发明涉及自动化控制，特别是涉及一种基于龙芯的下位机系统。

背景技术：

1、自动化控制过程中，通常是上位机通过网络控制下位机。上位机提供友好的人机交互界面，实现作业的编辑、任务的调度、作业的执行控制、下位机运行状态显示等功能；下位机接受并执行上位机传递的具体的作业指令，实现面向硬件的控制动作，反馈作业执行的状态及检测到的硬件状态等，上下位机的分工合作实现了工厂自动化控制。

2、在上下位机的交互过程中，很多事件信息的标记依赖于时间戳，时间戳是通过访问程序运行的宿主机的系统时间获得的，确保上下位机系统时间的统一是自动化控制过程中的必要条件。

3、传统下位机精确定时依赖于上位机cpu定时器，长时间运行会带来较大误差。同时高精度定时器对上位机cpu资源消耗较大，影响处理器性能。

4、另外，当前国产系统采用的是有数据接收数据，处于被动接收状态，数据接收后上位机处理复杂、事后处理、实时数据处理能力差。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于龙芯的下位机系统。

2、本发明提供了如下方案：

3、一种基于龙芯的下位机系统，包括：

4、至少两个vpx功能板卡，所述vpx功能板卡包括功能模块、处理器以及fpga芯片；

5、pcb背板，各个所述vpx功能板卡间通过数据总线、时钟同步总线以及所述pcb背板实现互联；至少两个所述vpx功能板卡通过所述时钟同步总线以及所述fpga芯片实现时间同步；

6、其中，至少两个所述vpx功能板卡中的一个被配置为主卡，其余所述vpx功能板卡被配置为从卡；所述主卡用于接收所有所述从卡上传的数据，并将所述数据放入队列缓存中，以便定时收集处理所述数据上传到上位机，并用于接收执行所述上位机的自主收集跳转指令。

7、优选地：所述处理器包括龙芯2k1000处理器。

8、优选地：所述功能模块包括继电器功能模块、通信功能模块、信号源功能模块、网络交换功能模块。

9、优选地：所述主卡包括所述网络交换功能模块。

10、优选地：所述主卡通过以下方法接收所述数据：

11、接收到所述上位机发送的自主收集开始命令，解析所述自主收集开始命令，根据预设的自主上传数据周期，开启自主收集功能；

12、接收各从卡数据添加时间标识后通过数据总线传输的所述数据；各个板卡时间通过时间同步总线进行同步；

13、接收到所述数据后，将所述数据存放在队列缓存中。

14、优选地：当所述自主上传数据周期到达时，从缓存队列中取数据，如果缓存队列没有数据，添加空包发送到所述上位机；如果缓存中有数据，将满足当前周期时标的数据发送到所述上位机。

15、优选地：当上传周期没有达到时，继续接收各个所述从卡的所述数据，等待上传周期到达。

16、优选地：所述主卡通过以下方法执行所述自主收集跳转指令：

17、接收所述上位机发送的所述自主收集跳转指令，将当前周期数据收集处理完成后进行跳转，跳转到所述上位机指定执行时间开始执行。

18、优选地：将中间被跳过时间数据进行丢弃，收集处理跳转后数据。

19、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

20、本申请实施例提供的一种基于龙芯的下位机系统，解决板卡间时间同步以及数据同步问题；解决各个板卡通过网络与上位机连接复杂的组网方式，减少网络传输延时和传输丢包率，周期性的接收处理数据，更容易识别网络丢包。减小了系统组网的复杂度，降低系统网络传输延时和丢包率。提高了系统时间同步和数据同步能力。能够选择性接收处理数据。

21、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种基于龙芯的下位机系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于龙芯的下位机系统，其特征在于，所述处理器包括龙芯2k1000处理器。

3.根据权利要求1所述的基于龙芯的下位机系统，其特征在于，所述功能模块包括继电器功能模块、通信功能模块、信号源功能模块、网络交换功能模块。

4.根据权利要求3所述的基于龙芯的下位机系统，其特征在于，所述主卡包括所述网络交换功能模块。

5.根据权利要求1所述的基于龙芯的下位机系统，其特征在于，所述主卡通过以下方法接收所述数据：

6.根据权利要求5所述的基于龙芯的下位机系统，其特征在于，当所述自主上传数据周期到达时，从缓存队列中取数据，如果缓存队列没有数据，添加空包发送到所述上位机；如果缓存中有数据，将满足当前周期时标的数据发送到所述上位机。

7.根据权利要求6所述的基于龙芯的下位机系统，其特征在于，当上传周期没有达到时，继续接收各个所述从卡的所述数据，等待上传周期到达。

8.根据权利要求1所述的基于龙芯的下位机系统，其特征在于，所述主卡通过以下方法执行所述自主收集跳转指令：

9.根据权利要求8所述的基于龙芯的下位机系统，其特征在于，将中间被跳过时间数据进行丢弃，收集处理跳转后数据。

技术总结
本发明公开了一种基于龙芯的下位机系统，包括至少两个VPX功能板卡，所述VPX功能板卡包括功能模块、处理器以及FPGA芯片；PCB背板，各个所述VPX功能板卡间通过数据总线、时钟同步总线以及所述PCB背板实现互联；至少两个所述VPX功能板卡通过所述时钟同步总线以及所述FPGA芯片实现时间同步；该系统解决了板卡间时间同步以及数据同步问题；解决各个板卡通过网络与上位机连接复杂的组网方式，减少网络传输延时和传输丢包率，周期性的接收处理数据，更容易识别网络丢包。减小了系统组网的复杂度，降低系统网络传输延时和丢包率。提高了系统时间同步和数据同步能力。能够选择性接收处理数据。

技术研发人员：李中,曹睿,李泽银,张自圃,袁霞,陈润星
受保护的技术使用者：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15