[发明专利]一种多核嵌入式高速通讯模块

说明书

本发明公开了一种分布式系统多核嵌入式现场设备高速通讯模块，其中分布式系统包括中央控制室、I/O通信网络与现场设备，I/O通信网络包括多个与现场设备相连的I/O端口，所述分布式系统多核嵌入式现场设备高速通讯模块设于现场设备处并实现现场设备与所述I/O端口的通讯连接，其特征在于：包括与现场设备内部数据端口连接的主CPU，与所述I/O端口进行数据通信的通讯CPU，所述通讯CPU带有存储功能，所述主CPU通过通讯CPU实现与I/0端口的通讯连接，所述主CPU为主动型CPU。本发明克服了现有技术中数据传送可靠性差的缺陷，提供了一种多任务模式、高波特率的现场设备高速通讯模块。

技术领域

本发明涉及化分布式系统的高速通讯技术，具体地讲，是一种设于分布式系统的现场设备中的多核嵌入式高速通讯模块。

背景技术

20世纪70年代，随着数字计算机的介入，产生了“集中控制”的中央控制计算机系统，而信号传输系统大部分是依然沿用4－20mA 的模拟信号，不久人们也发现了伴随着“集中控制”，该系统存在着易失控、可靠性低的缺点，并很快将其发展为分布式控制系统(DCS，DistributedControlSystem分布式控制系统)，典型分布式控制系统包括现场设备、一个容放计算机系统的中央控制室，用于连接中央控制室与现场设备或现场设备与现场设备之间的I/O通信网络，I/O通信网络包括多个与现场设备相连的I/O端口。控制技术中已知的现场设备包括各种类型的分析设备、硅压力传感器、电容压力传感器、热敏检测器、热电偶、应变仪、限位开关、开启/关闭开关、流量变送器、压力变送器、容量开关、换能器、阀门定位器、阀门控制器、启动器。这里的术语“现场设备”包括这些设备以及其它完成分布式控制系统功能的设备。

微处理器的普遍应用和计算机可靠性的提高，使分布式控制系统得到了广泛的应用，由多台计算机和一些智能仪表以及智能部件实现的分布式控制是其最主要的特征，而数字传输信号也在逐步取代模拟传输信号。随着微处理器的快速发展和广泛的应用，数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能，产生了以微处理器为核心，使用集成电路代替常规电子线路，实施信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能的智能设备。设备之间彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可维护性等都有更高的要求。由此，导致了现场总线的产生。

自上世纪90年代开始，人们就开始时关注智能仪表的通讯技术，但受各种因素影响，其过程并不理想，到目前为止，现场总线概念并未成为控制通讯技术主流。原因有以下两点：

1通讯瓶颈问题：用传统的方法设计和应用的通讯速度很低；

2通讯数据量大：用于控制技术设备其数据量相对比较大的；

目前的通讯技术处于两极分化状态：高速系统(波特率在100kb 以上，靠高晶振频率来实现)和低速系统(典型波特率为9.6kb)，它们的共同特性是单任务系统；就通讯技术现状来看，基本都是单任务方式，这种方式是从计算机平行延伸而来。

我们知道不论任何嵌入式系统，最典型特性就是其为单任务系统，用其中断功能完成的通讯功能的方法是最简单的，如果中断频繁，单片机系统工作效力大大降低，甚至不能工作；以单片机作为现场设备的嵌入式通讯模块，一般情况下有30％的时间是不允许中断的，这样在半双工的情况下，由于调用数据存在随机性，如果恰好遇上单片机处于中断状态，会造成数据丢失，总的来说现有技术数据传送可靠性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现多任务模式，提高数据通讯可靠性的分布式系统多核嵌入式现场设备高速通讯模块。