一種用於多主站系統之間的實時通信方法及其設備的製作方法

2023-10-24 05:23:02 2

一種用於多主站系統之間的實時通信方法及其設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於多主站系統之間的實時通信方法及其設備。實時通信設備串接於兩套獨立的主站系統中，包括兩個從站和一個實時通信控制器；主站與從站之間根據實時通信協議進行實時通信；從站之間在實時通信控制器的協調下進行實時通信。實時通信控制器通過監測從站工作狀態，控制從站之間通過實時數據緩存器進行實時數據傳輸。本發明將兩個主站之間的實時通信轉化成兩個主站系統所掛從站之間的實時通信。通過本發明可以實現獨立的主站系統之間的雙向實時通信，能夠滿足高速、高可靠性等應用場合的實時通信需求。
【專利說明】一種用於多主站系統之間的實時通信方法及其設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於多主站系統之間的實時通信方法，同時還涉及一種用於實現該實時通信方法的實時通信設備。
【背景技術】
[0002]隨著通信、微電子和計算機技術的飛速發展，工業控制系統不斷發生變革，自動化水平不斷提高，越來越多的工業控制系統要求實現信息的快速傳遞。通信實時性問題在工業監控領域具有十分重要的地位，控制系統的實時性直接影響著整個系統的綜合性能。尤其在航空航天、軍工、高速動車組、高速有價證券處理等高科技領域，對設備控制系統的實時性要求越來越高。
[0003]目前由於技術原理等因素限制，控制系統採用傳統的通信方式已經難以滿足人們高性能需求。隨著PROFIBUS、CANOPEN、DeviceNet等現場總線技術以及PR0FINET、EtherCAT, SERCOS III等工業乙太網技術的發展和推廣，多樣化的通信協議不僅改變了現代工業控制系統的結構，而且大大提升了現代工業控制系統的實時性能。例如EtherCAT和SERCOS III兩種實時乙太網技術特別適合通信周期在Ims以下的強實時控制應用領域。然而在控制系統中由於多種因素限制，上述的通信協議只能保證主站及其所掛從站之間的實時通信，多個主站之間不能直接進行高精度的強實時通信。
[0004]傳統的主站間通信方式大都採用主站之間直接進行通信的方式。由於直接通信通常採用Ethernet、RT-Ethernet> ADS等非強實時通信方式,主站之間的通信方式本質上是非實時的。而非實時通信會因數據擁塞、時延等外界因素的幹擾，致使通信速率及穩定性降低，控制系統的通信時間無法確定。傳統的通信方式只能滿足一般的通信需求。對於一些高速、高可靠性等應用場合，目前的通信方式不能滿足主站系統之間的強實時通信需求。而目前也沒有相關公司或企業給出多個主站之間進行實時通信的解決方案。基於上述可知，如何實現主站系統之間的實時通信，是目前控制系統領域亟待解決的重要課題。

【發明內容】

[0005]針對現有技術的不足，本發明所要解決的首要技術問題在於提供一種用於多主站系統之間的實時通信方法。
[0006]本發明所要解決的另一技術問題在於提供一種用於上述實時通信方法的實時通信設備。
[0007]為實現上述發明目的，本發明採用下述的技術方案:
[0008]一種用於多主站系統之間的實時通信方法，將主站系統之間的實時通信轉化為主站系統下從站之間的通信:
[0009]第一主站系統通過實時通信協議向其所掛從站發送數據；
[0010]所述從站接收並處理所述第一主站系統的實時數據後產生中斷請求；
[0011]當所述從站相應的從站通信管理器監測到從站為空閒狀態且有中斷請求時，則將從站中的實時數據寫入實時數據緩存器中；
[0012]當第二主站系統所掛從站的從站通信管理器監測到相應從站為空閒狀態且沒有中斷請求，則將所述實時數據緩存器中的實時數據寫入所述從站中；
[0013]所述從站採用實時通信協議將實時數據發送至第二主站系統。
[0014]其中較優地，所述實時數據緩存器為兩個方向相反的FIFO數據緩存器，則從站通信管理器的工作過程如下:
[0015]監測從站為空閒狀態且有中斷請求時，讀取所述從站中實時數據並寫入則第一FIFO數據緩存器；若所述從站為空閒狀態且沒有中斷請求，則讀取第二 FIFO數據緩存器中的實時數據並寫入所述從站中。
[0016]其中較優地，所述實時數據緩存器為雙口隨機存儲器。
[0017]其中較優地，所述從站通信管理器讀取所述從站中實時數據前判斷是否具備讀數據的條件:當從站數據準備就緒且第一 FIFO數據緩存器不滿時，讀取所述從站中數據，並寫入所述第一 FIFO數據緩存器；若所述從站中實時數據未準備就緒或所述第一 FIFO數據緩存器為滿時，則繼續等待；
[0018]向所述從站寫入實時數據前判斷是否具備寫數據的條件:判斷第二 FIFO數據緩存器是否為空:若為空，繼續等待；若不為空，則讀取所述FIFO數據緩存器的實時數據，並將所述數據寫入所述從站中。
[0019]其中較優地，所述的實時通信方法還包括從站工作狀態的轉換方法，具體步驟如下:
[0020]所述主站系統向從站發送狀態控制命令請求；
[0021]所述從站處理所述請求，並寫從站控制字，同時向相應的所述從站通信管理器產生中斷請求；
[0022]所述從站通信管理器處理所述中斷請求，將從站狀態字與所述從站控制字進行比較判斷:若符合從站狀態的轉化關係，則響應所述請求並將所述從站控制字寫入從站狀態子，並完成狀態切換；否則給出錯誤標誌。
[0023]其中較優地，從站狀態包括初始化、預運行、安全運行、運行四種工作狀態和一種備選的引導狀態；所述從站狀態的轉化關係為:
[0024]所述初始化狀態向所述運行狀態轉化時，按照初始化、預運行、安全運行、運行的順序轉化；
[0025]所述運行狀態向所述初始化狀態轉化時，按照運行、安全運行、預運行、初始化的順序轉化；
[0026]所述引導狀態為備選狀態，只與所述初始化狀態之間相互轉化。
[0027]—種用於實現上述實時通信方法的實時通信設備，串聯於兩個主站系統之間，包括兩個從站和一個實時通信控制器；所述實時通信控制器分別與所述兩個從站進行通信；所述從站與相應的主站系統進行實時通信；
[0028]所述實時通信控制器包括兩個從站通信管理器和兩個FIFO數據緩存器；所述從站通信管理器協調主站對從站運行狀態的控制，並控制從站數據寫入一個FIFO數據緩存器或者將另一個FIFO數據緩存器的數據寫入所述從站控制器；所述FIFO數據緩存器用於兩個從站的數據交互，其中任意一個FIFO數據緩存器的入口用於一個從站寫入數據，出口用於另一個從站讀出數據。
[0029]其中較優地，每個所述從站包括通信接口、接口電路和從站控制器；
[0030]所述主站系統的通信電信號通過通信接口傳給接口電路；所述接口電路將所述電信號經過隔離變壓、模數轉換為通信報文後發送給從站控制器；所述從站控制器識別所述主站系統發送報文的實時通信協議，並根據相應實時通信協議提取並存儲通信報文中攜帶的數據。
[0031]其中較優地，所述實時通信設備串聯的兩個主站系統具有不同的實時通信協議。
[0032]其中較優地，所述從站與所述實時通信控制器通過高速並行總線進行通信。
[0033]本發明提供的用於多主站系統之間的實時通信方法及其設備，具有以下有益效果:1)為多個獨立的主站系統之間的通信，提供了一種新型實時通信方法；2)能夠實現多主站之間高速、高精度、高可靠性的雙向實時數據通信；3)設備體積小、安裝使用方便、且通信數據能夠根據實際需求靈活配置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本發明中從站通信管理器控制數據傳輸的流程圖；
[0035]圖2為本發明中從站狀態轉化關係圖；
[0036]圖3為本發明中兩個主站系統之間實時通信原理框圖；
[0037]圖4為本發明中實時通信設備的組成結構框圖；
[0038]圖5為三個主站之間採用三個實時通信設備的原理圖；
[0039]圖6為三個主站之間採用兩個實時通信設備的原理圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。
[0041]本發明所提供的用於多主站系統之間的實時通信方法，其基本思路在於將兩個主站之間的實時通信轉化為兩個主站所掛用於實時通信的從站之間的實時通信。目前由於技術條件限制，通常主站系統之間是不能直接進行強實時通信的。而主站和從站之間可以通過實時通信協議進行強實時通信的。基於此，本發明中主站系統之間的實時通信由主站系統中下掛的用於實時通信的從站完成。只要保證兩個主站系統下從站之間進行實時通信，就可以實現主站系統之間的高速、高精度的雙向實時通信。本發明中所提供的實時通信設備串接於兩套獨立主站系統中，可以在兩套系統之間搭建起一條實時通信的通道，從而實現主站系統之間的實時通信。本發明既解決了主站系統之間的通信問題，同時又確保了通信的實時性和可靠性。
[0042]通常主站系統下可能掛有IO模塊、驅動器等許多從站，而本發明中採用的從站只負責主站系統之間的實時通信，可與上述其它功能的從站一起掛接在主站下。本發明通過監測主站所掛實時通信從站的狀態，控制兩個從站與實時數據緩存器之間進行數據交互，從而實現兩個獨立主站系統之間實時、快速、靈活的通信。常用的實時數據緩存器有多種，例如雙口 RAM(隨機存儲器)和FIFO(先進先出)數據緩存器等。本發明中優選FIFO數據緩存器，其優勢在於FIFO的數據存儲原理簡單、可靠，能夠最大限度地縮短數據處理時間，確保通信過程的實時性及可靠性。因此不同的獨立主站系統中負責實時通信的從站通過FIFO數據緩存器即可以實現實時的數據交互。
[0043]主站和從站之間的通信採用實時通信協議。主站和從站之間適用的實時通信協議包括多種，例如 EtherCAT、SERCOS II1、PR0FINET 等。其中 EtherCAT、SERCOS III 兩種實時乙太網技術的通信周期(即一次數據交互時間)可達到Ims以下，非常適合強實時性、高可靠性的高速控制應用領域。本發明中實時通信方法適用於多種實時通信協議，對於主站與從站之間採用的實時通信協議不做特定的限定。而多個獨立主站系統也可選用不同的實時通信協議。
[0044]本發明中主站系統之間的實時通信由兩個主站系統所掛負責實時通信的從站完成。因此本發明中包括兩個通信過程:一是主站系統與從站之間的通信；二是從站之間的通信。首先介紹主站系統與從站之間的通信過程。主站系統通過實時通信協議與其所掛實時通信從站進行數據交互。從站中通常包括通信接口、接口電路以及從站控制器等。當從站接收到主站系統傳輸過來的電信號時，首先將電信號通過通信接口傳給接口電路。接口電路將電信號經過隔離變壓、模數轉換等處理後，將通信數據發送給從站控制器。從站控制器負責處理實時通信協議的數據幀，並將數據存放進具有雙埠數據存儲模塊，從而實現主站與從站之間的實時數據交互。從站控制器按照自己的物理位置順序移位讀寫數據幀。在報文經過從站時，從站控制器從報文中提取發送給自己的輸出命令數據並將其存儲到數據存儲區中，並以中斷方式通知從站通信管理器來讀取數據。
[0045]本發明中從站之間的通信是由從站通信管理器負責完成的。每個從站都有相應的一個從站通信管理器監測從站控制器的工作狀態，同時協調從站控制器與兩個FIFO數據緩存器之間的高速數據傳輸。而從站之間通過對兩個FIFO數據緩存器進行讀寫操作，就可以完成實時數據的交互。兩個FIFO數據緩存器的方向相反，其中任意一個FIFO數據緩存器的入口用於一從站寫入數據，出口用於另一從站讀出數據。兩個從站通信管理器通過控制相應的從站與兩個FIFO數據緩存器進行數據交互，即可實現從站之間的實時通信。由於每個從站對應一個從站通信管理器，且工作流程完全相同，因此下面以一個從站通信管理器的工作過程為例，對從站之間數據交互的過程進行說明(參見圖1)。
[0046]從站通信管理器監測從站控制器的狀態。當從站控制器處於空閒狀態時，如果此時從站控制器有中斷請求，則進入讀取從站控制器數據的流程；如果此時沒有中斷請求，則進入向從站控制器寫數據的流程。
[0047]在讀取從站控制器中的數據時，從站通信管理器首先判斷是否具備讀數據的條件:如果從站控制器中的數據準備就緒且該從站對應的第一 FIFO數據緩存器不滿時，則讀取從站控制器中的數據，並將數據寫入該FIFO數據緩存器中；如果從站控制器中數據未準備就緒或者當前FIFO數據緩存器為滿(即該FIFO數據緩存器中的數據還沒有寫入另一主站系統的從站控制器中)時，則繼續等待，直到讀數據條件滿足時再讀取數據。
[0048]在向從站控制器寫入數據時，從站通信管理器首先判斷第二 FIFO數據緩存器是否為空:如果第二 FIFO數據緩存器為空(即另一主站系統中的從站控制器沒有向該FIFO數據緩存器寫入數據)，則繼續等待；當該FIFO數據緩存器不為空時(另一主站系統中的從站控制器已經將其數據寫入該FIFO數據緩存器)，則讀取FIFO數據緩存器中的數據，並將數據寫入相應的從站控制器。
[0049]以上流程僅描述了單個從站通信管理器協調從站控制器與FIFO數據緩存器進行數據傳輸的流程。每個從站對應的從站通信管理器通過監測相應從站的空閒狀態及中斷請求，控制從站控制器對FIFO數據緩存器進行讀寫操作，實現從站之間的實時數據通信。
[0050]基於上述可知，主站系統之間的通信過程為:當一主站系統通過實時通信協議向其所掛實時通信從站發送數據後，從站接收並處理數據後會產生中斷請求；該從站的從站通信管理器監測從站為空閒狀態且有中斷請求時，則將該從站中的實時數據寫入FIFO數據緩存器中；當另一主站系統所掛從站的從站通信管理器監測到相應從站為空閒狀態且沒有中斷請求，則將FIFO數據緩存器中的實時數據寫入該從站中；該從站採用實時通信協議處理實時數據，並將數據發送至另一主站系統中。在整個通信過程中，兩個從站通信管理器通過控制實時數據緩存器與從站之間的數據傳輸，實現了兩個從站之間的高速數據交互，進而實現了兩個獨立主站系統之間的實時數據通信。需要說明的是，本實施例中實時數據緩存器採用FIFO數據緩存器，當然也可以由雙口 RAM替代，這裡不在進行說明。
[0051]此外，本發明中從站通信管理器還負責協調主站對從站的運行狀態的控制。根據主站配置的實時通信協議，從站通常會包含幾種工作狀態。從站正常工作時，需要在這幾種工作狀態之間來回切換。不同的主站系統所配置的實時通信協議，可能有所不同。以EtherCAT實時乙太網通信協議為例，說明從站工作狀態的切換機制。依照EtherCAT通信協議，EtherCAT從站必須支持四種工作狀態以及一種備選工作狀態:
[0052](I)Init:初始化，簡寫為I ;
[0053]初始化狀態定義了主站與從站在應用層的初始化通信關係。此時，主站與從站應用層不可以直接通信，主站使用初始化狀態來初始化從站控制器的一些配置寄存器，同時配置郵箱通信通道參數。
[0054](2) Pre-Operational:預運行，簡寫為 P ；
[0055]在預運行狀態下，主站與從站可以使用郵箱通信來交換與應用程式相關的初始化操作和參數，但不能進行過程數據通信。
[0056](3) Safe-Operational:安全運行，簡寫為 S ；
[0057]在安全運行狀態下，從站應用程式讀入輸入數據，但是不產生輸出信號。
[0058](4) Operational:運行，簡寫為 O ;
[0059]在運行狀態下，從站應用程式既可以讀入輸入數據，也可以發出輸出數據，產生輸出信號。
[0060](5) Boot-Strap:引導狀態，簡寫為 B ;
[0061]引導狀態為備選工作狀態，其主要用於下載設備固件程序。
[0062]圖2為以上各狀態之間的轉化關係圖。從Init狀態向Operational狀態轉化時，必須按照 「Init — Pre-Operational — Safe-Operational — Operational」 的順序轉化，不可以越級轉化。從Operational狀態返回時可以按順序轉換，也可以越級轉化,如；Operational — Init，Operational — Pre-Operational — Init，Operational — Safe-Operational — Init。Boot-Strap狀態為可選狀態，只允許與初始化狀態之間相互轉化。所有的狀態改變都有主站發起，主站向從站發送狀態控制命令請求，並寫從站控制字。此時，從站控制器會產生中斷通知從站通信管理器，從站通信管理器對於當前從站狀態字和控制字進行比較判斷。如果符合上述狀態轉化關係，則響應所請求的狀態轉化，並將從站控制字的內容寫入從站狀態字，完成狀態切換。如果若不符合從站狀態的轉化關係或者狀態轉化失敗，從站通信管理器將給出錯誤標誌。
[0063]為了體現上述實時通信方法的可行性及有效性，本發明還提供了一種用於實現上述實時通信方法的實時通信設備。
[0064]如圖3所示，主站A系統和主站B系統分別表示兩套獨立的主站系統。兩個主站系統下可能分別掛有IO模塊、驅動器等許多從站(圖中未畫出)，各自組成一套完整的分布式控制系統。A、B兩套主站系統之間相互獨立，並且主站系統可以採用不同的實時通信協議。本發明的實時通信設備串接於主站A系統和主站B系統中，包括一個實時通信控制器C以及與實時通信控制器C相連接的兩個從站A和B。兩個從站A和B只負責進行主站系統之間的實時通信。主站系統與從站A和B之間通過高速現場總線或實時工業乙太網等進行實時通信。從站A和從站B之間在實時通信控制器C的協調下通過高速並行數據總線進行通信。本發明的實時通信設備把兩個主站之間的實時通信需求，轉化成了兩個從站之間的實時通信問題。採用多個實時通信設備即可以實現三個及以上具有相同或者不同實時通信協議主站系統之間的實時通信。
[0065]參見圖4，本實時通信設備的兩個從站均包括從站控制器、兩個接口電路以及兩個通信接口。兩個通信接口分別為接口 IN和接口 OUT。其中從站通過接口 IN與主站系統中的主站或者前一個從站相連；通過接口 OUT與下一個從站相連，如果後面沒有其他從站，則OUT 口不接。主站通過通信線纜向從站傳輸用於通信的電信號，從站接收電信號後傳給通信接口電路。通信接口電路將電信號經過隔離變壓、模數轉換為通信報文，然後將通信報文發送給從站控制器。從站控制器負責處理實時通信協議的數據幀，並使用雙埠存儲區實現主站與從站之間的實時數據交互。從站控制器按照自己的物理位置順序移位讀寫數據幀。在報文經過從站時，從站控制器從報文中提取發送給自己的輸出命令數據並將其存儲到內部存儲區，並以中斷方式通知實時通信控制器C來讀取數據。
[0066]實時通信控制器C作為通信橋梁將兩個從站聯繫起來。實時通信控制器C 一方面負責控制兩個從站工作狀態的切換並協調從站與主站之間的實時通信，另一方面協調兩個從站之間通信數據的實時交互。實時通信控制器C包括兩個從站通信管理器和兩個FIFO數據緩存器。每個從站通信管理器與兩個FIFO數據緩存器相連接，其中任意一個FIFO數據緩存器的入口用於一從站控制器寫入數據，出口用於另一從站控制器讀出數據。從站通信管理器有兩個模塊:從站狀態管理模塊負責從站工作狀態管理，即負責協調主站系統對從站運行狀態的控制；數據傳輸控制模塊根據從站控制器的通信狀態，控制從站控制器將數據寫入一 FIFO數據緩存器或者將另一 FIFO數據緩存器的數據寫入該從站控制器。
[0067]需要說明的是，本發明中的實時通信設備中的兩個從站和實時通信控制器既可以分別選用獨立的控制晶片實現，也可以選用FPGA、CPLD、微處理器等單個晶片集成實現。此夕卜，只需在主站系統的配置軟體中進行簡單的設定，即可實現兩個主站系統之間實時通信數據量的靈活設定。在實時通信設備使用過程中，還可以在主站系統還可以實時監控兩個從站之間數據通信的狀態，判斷是否存在丟包等通信錯誤。
[0068]本發明可以採用多個上述實時通信設備，實現三個及以上主站系統之間的實時通信。下面以三個獨立主站系統之間的實時通信為例，說明實現三個及以上主站系統之間實時通信的具體方法。如圖5所示，主站A、B、C分別為三個相互獨立的主站系統。每個主站系統下面可能掛有許多其它的從站，圖中均未畫出。要實現三個主站系統之間的實時通信，可選用如圖5和圖6所不的兩種拓撲結構。
[0069]如圖5是採用三個本發明提出的實時通信設備，將三個主站系統兩兩連接起來，形成環形系統拓撲結構。三個主站系統之間兩兩可以直接進行實時通信，通信原理與上述的兩個主站之間實時通信的原理相同。圖6與圖5不同的是僅採用了兩個本發明提出的實時通信設備。如圖6所示，利用實時通信設備，主站A、主站B分別與主站C相連。主站A和主站C之間可以直接進行實時通信，主站B和主站C之間也可以直接進行實時通信。主站A和主站B之間的實時通信數據需經過主站C中轉，進而間接實現了主站A和主站B之間的實時通信。例如，如果主站A要發送數據給主站B，首先將數據發送給主站C。主站C收到數據後，再轉發給主站B。由於主站與對應從站之間採用的是實時通信協議，且單個通信模塊內部的兩個從站之間採用的是高速並行通信協議，上述數據中轉過程時間延遲很小，因此能夠保證主站A和主站B之間通信的實時性。圖6的優勢在於節省了一個雙從站實時通信設備，適合主站A和主站C、主站B和主站C之間的通信優先級較高，主站A和主站B之間實時通信優先級較低的應用場合。三個以上多主站系統的通信方式與系統拓撲結構與上述方法類似，可以此類推。
[0070]綜上所述，本發明所提供的實時通信方法，實現了獨立的主站系統之間高速、高精度、高可靠性的雙向實時數據通信。採用本發明所提供的實時通信設備，不僅可以實現雙主站系統之間的強實時通信，還可以實現三個及以上多主站系統之間的實時通信，同時該實時通信設備具有體積小、安裝使用方便、且通信數據量能夠根據實際需求靈活配置等優點。
[0071]上面對本發明所提供的用於多主站系統之間的實時通信方法及其設備進行了詳細的說明。對本領域的一般技術人員而言，在不背離本發明實質精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構成對本發明專利權的侵犯，將承擔相應的法律責任。
【權利要求】
1.一種用於多主站系統之間實時通信方法，其特徵在於將主站系統之間的實時通信轉化為主站系統所掛從站之間的通信: 第一主站系統通過實時通信協議向其所掛從站發送數據； 所述從站接收並處理所述第一主站系統的實時數據後產生中斷請求； 當所述從站相應的從站通信管理器監測到從站為空閒狀態且有中斷請求時，則將從站中的實時數據寫入實時數據緩存器中； 當第二主站系統所掛從站的從站通信管理器監測到相應從站為空閒狀態且沒有中斷請求，則將所述實時數據緩存器中的實時數據寫入所述從站中； 所述從站採用實時通信協議將實時數據發送至第二主站系統。
2.如權利要求1所述的實時通信方法，其特徵在於所述實時數據緩存器為兩個方向相反的FIFO數據緩存器時，從站通信管理器的工作過程如下: 監測從站為空閒狀態且有中斷請求時，讀取所述從站中實時數據並寫入則第一 FIFO數據緩存器；若所述從站為空閒狀態且沒有中斷請求，則讀取第二 FIFO數據緩存器中的實時數據並寫入所述從站中。
3.如權利要求1所述的實時通信方法，其特徵在於: 所述實時數據緩存器為雙口隨機存儲器。
4.如權利要求2所述的實時通信方法，其特徵在於: 讀取所述從站中實時數據前判斷是否具備讀數據的條件:當從站數據準備就緒且第一FIFO數據緩存器不滿時，讀取所述從站中數據，並寫入所述第一 FIFO數據緩存器；若所述從站中實時數據未準備就緒或所述第一 FIFO數據緩存器為滿時，則繼續等待； 向所述從站寫入實時數據前判斷是否具備寫數據的條件:判斷第二 FIFO數據緩存器是否為空:若為空，繼續等待；若不為空，則讀取所述FIFO數據緩存器的實時數據，並將所述數據寫入所述從站中。
5.如權利要求1所述的實時通信方法，其特徵在於還包括從站工作狀態的轉換過程，具體步驟如下: 所述主站系統向從站發送狀態控制命令請求； 所述從站處理所述請求，並寫從站控制字，同時向所述從站通信管理器產生中斷請求； 所述從站通信管理器處理所述中斷請求，將從站狀態字與所述從站控制字進行比較判斷:若符合從站狀態的轉化關係，則響應所述請求並將所述從站控制字寫入從站狀態字，並完成狀態切換；否則給出錯誤標誌。
6.如權利要求5所述的通信方法，其特徵在於: 從站狀態包括初始化、預運行、安全運行、運行四種工作狀態和一種備選的引導狀態；所述從站狀態的轉化關係為: 所述初始化狀態向所述運行狀態轉化時，按照初始化、預運行、安全運行、運行的順序轉化； 所述運行狀態向所述初始化狀態轉化時，按照運行、安全運行、預運行、初始化的順序轉化； 所述引導狀態為備選狀態，只與所述初始化狀態之間相互轉化。
7.一種用於實現權利要求1~6中任意一項所述實時通信方法的實時通信設備，其特徵在於: 所述實時通信設備串聯於兩個主站系統之間，包括兩個從站和一個實時通信控制器；所述實時通信控制器分別與所述兩個從站進行通信；所述從站與相應的主站系統進行實時通信； 所述實時通信控制器包括兩個從站通信管理器和兩個FIFO數據緩存器；所述從站通信管理器協調主站對從站運行狀態的控制，並控制從站數據寫入一個FIFO數據緩存器或者將另一個FIFO數據緩存器的數據寫入所述從站控制器；所述FIFO數據緩存器用於兩個從站的數據交互，其中任意一個FIFO數據緩存器的入口用於一個從站寫入數據，出口用於另一個從站讀出數據。
8.如權利要求7所述的實時通信設備，其特徵在於: 每個所述從站包括通信接口、接口電路和從站控制器； 所述主站系統的電信號通過通信接口傳給接口電路；所述接口電路將所述電信號經過隔離變壓、模數轉換為通信報文後發送給從站控制器；所述從站控制器識別所述主站系統發送報文的實時通信協議，並根據所述實時通信協議提取並存儲通信報文中攜帶的數據。
9.如權利要求6所述的實時通信設備，其特徵在於: 所述實時通信設備串聯的兩個主站系統具有不同的實時通信協議。
10.如權利要求6所述的 實時通信設備，其特徵在於: 所述從站與所述實時通信控制器通過高速並行總線進行通信。
【文檔編號】H04L29/06GK104009976SQ201410195322
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】屈明生, 杜旭東, 姜君, 董學良, 伯玉霞, 王川, 孫進強, 吳碩夫, 韓緒豔 申請人:中國人民銀行印製科學技術研究所, 中國印鈔造幣總公司