專利名稱：同步串口通信服務器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將串行數據設備接入互聯網的裝置，具體是一種能夠實現 HDLC或UART協議數據與IP/TCP/UDP協議數據相互轉換的同步串口通信服務器。
背景技術：
在傳統的串行設備中，HDLC(高級數據鏈路控制)或UART(通用異步收發)是常 用的通信協議。隨著基于IP的互聯網的普及，需要將這些設備接入互聯網以方便傳輸和處 理。現有的接入方法主要有兩種一是在計算機上插入一個專用的插卡，另一種是基于ARM 和Linux的外置式協議轉換器。第一種方式需要配備專用的計算機，不適合大量設備的接 入；第二種方式在實時性、可靠性、大量高速數據處理等方面有所欠缺，對TCP/IP協議支持 不夠全面；同時沒有遠程動態配置功能，不能實現用戶友好的動態配置操作。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種同步串口通信服務器，它能夠將串行 數據靈活、快速、實時、可靠地接入互連網中。為解決上述問題，本實用新型所設計的同步串口通信服務器，主要由電源、與電源 相連的嵌入式通信處理器、晶振、閃存、同步動態隨機存儲器、數字復位電路、時鐘電路、后 臺調試模式調試端口電路、高級數據鏈路控制接口電路、通用異步收發接口電路和以太網 接口電路組成；上述嵌入式通信處理器包括嵌入式內核、以及與嵌入式內核相連的系統接 口單元、通信處理模塊和快速以太網控制器；晶振、復位電路、時鐘電路和后臺調試模式調 試端口電路外接在嵌入式內核上，閃存和同步動態隨機存儲器則分布通過總線與嵌入式內 核相連，以太網接口電路與快速以太網控制器連接，高級數據鏈路控制接口電路和通用異 步收發接口電路接于通信處理模塊上。上述方案中，所述嵌入式通信處理器的通信處理模塊包括有串行管理控制器和串 行通信控制器，通用異步收發接口電路與串行管理控制器與相連，高級數據鏈路控制接口 電路經一個電平轉換電路與串行通信控制器相連。上述方案中，所述串行通信控制器的個數為4個。上述方案中，所述晶振為有源晶振。上述方案中，所述電源為+5V的直流電源。本實用新型與現有技術相比，能使多個串行設備快速、實時、可靠的接入互聯網， 實時性和穩定性好，實現了 URAT或HDLC協議與TCP/IP協議的互相轉換；同時能夠動態實 時配置和監控串行通信參數，及時了解通信狀況。為各種串行設備提供了有效地接入、監測 手段。
圖1為本實用新型一種優選實施例的原理示意圖。
具體實施方式
本實用新型一種同步串口通信服務器的原理示意圖如圖1所示，其硬件部分主要 由電源、與電源相連的嵌入式通信處理器、晶振、閃存、同步動態隨機存儲器、數字復位電 路、時鐘電路、后臺調試模式調試端口電路、高級數據鏈路控制接口電路、通用異步收發接 口電路和以太網接口電路組成。嵌入式通信處理器為系統的核心處理器，包含嵌入式內核、 系統接口單元SIU、通信處理模塊CPM、快速以太網控制器FEC等4個主要部分。系統接口 單元、通信處理模塊和快速以太網控制器分別與嵌入式PowerPC嵌入式內核相連。通信處 理模塊包括有1個串行管理控制器和4個串行通信控制器。本實用新型優選實施例中，嵌 入式通信處理器為MPC860T。存儲在嵌入式通信處理器內的軟件系統主要由3個部分構成 嵌入式實時操作系統VxWorks、同步串口通信服務器板級支持包BSP以及應用、配置程序。 在硬件系統的支持下實現HDLC或UART格式的串行數據與TCP/IP格式的數據互相轉換；同 時還可以實現動態遠程配置串口的通信參數。本實用新型的電源包括+5V和+3. 3V的直流電源。5V直流電路直接采用外接直流 穩壓電源獲得，而3. 3V則通過5V進行DC-DC轉換而來。在我們的設計中，采用TPS75233線 性LDOdow-drop)穩壓電路，其最大電流為2A。晶振、時鐘電路、復位電路后臺調試模式調 試端口電路外接在嵌入式通信處理器的嵌入式內核上。本實用新型優選實施例選用IOMHz 有源晶振。時鐘電路用于處理IOMHz有源晶振，并通過嵌入式通信處理器內部PLL倍頻到 50MHz。復位電路采用MAX811芯片和LXTH125芯片，用于實現系統的手動復位和自動復位。 在上電復位和硬件復位的過程中，如果/RSTC0NF為低，則從數據線DW 15]采樣硬件復位 字，反之如果為高，則硬件復位字選取內部默認值。后臺調試模式調試端口電路為10針標 準后臺調試模式BDM接口，嵌入式通信處理器的后臺調試模式為外部開發工具與CPU內核 的開發支持邏輯提供了一個全雙工的串行通信口。閃存FLASH作為操作系統VxWorks和應 用程序存儲區，是一種可以在線擦寫，掉電數據不丟失的存儲器。具有低功耗、大容量等特 點。同步動態隨機存儲器SDRAM的運行速度大大快于閃存，并且單位面積存儲容量大和價 格相對低廉，但是掉電數據就會丟失，其主要用作程序運行空間，數據區和堆棧區。閃存和 同步動態隨機存儲器分布通過總線與嵌入式內核相連。在本實用新型優選實施例中，閃存 采用TE28F320C3BA，而同步動態隨機存儲器則由兩片HY57V281620HCT組成32為數據總線 寬度。以太網接口電路主要由MAC控制器和物理層接口 PHY兩部分組成，以太網接口電 路與快速以太網控制器連接。MPC860T自帶100M快速以太網控制器，外部接LXT972A接入 以太網。MPC860T自帶的以太網控制器可以在半雙工或全雙工模式下提供10M/100M以太 網的接入。通用異步收發接口電路與串行管理控制器與相連，高級數據鏈路控制接口電路 經一個電平轉換電路與串行通信控制器相連。通用異步收發接口電路用于提供1個通用異 步收發UART協議接口，及可以作為串行調試用也可以作為通用異步收發UART協議數據的 接入。高級數據鏈路控制接口電路則用于提供4個及擴展為4個以上的高級數據鏈路控制 HDLC協議接口，以實現高級數據鏈路控制HDLC協議數據接入。由上述硬件和軟件部分所構成的本同步串口通信服務器的工作原理分為三個部 分系統啟動、數據協議格式轉換和動態配置監控。[0015]1)系統引導啟動通信服務器加電，運行romlnit進行最小系統的初始話，然后將 操作系統內核和應用程序復制到SDRAM中，接著運行OS進行硬件的初始化(主要由BSP完 成)，使各個端口處于工作狀態，最后引導運行應用程序(數據轉換應用程序和動態配置監 控程序)。2)數據協議格式轉換應用程序FreeWindComm是基于多任務的，每個任務完成一 個獨立的功能，分別用來負責網絡端口、高級數據鏈路控制HDLC和通用異步收發UART串行 端口。它們接收HDLC或UART來的數據，將其轉換成IP格式后以TCP或UDP格式發送到數 據處理服務器；或是接收來自通信服務的TCP或UDP數據，經過轉換后以HDLC或UART格式 發送到指定的串行端口。3)動態配置監控動態配置監控程序HostServerConfig以C/S模式工作，一部分 運行于通信服務器上，一部分運行于配置服務器上，它們通過Socket通信。用戶可以通過 配置服務器上的程序來動態配置通信服務器上5個串口的通信參數時鐘選擇、波特率、通 信模式等。使用HDLC或UART協議的串行設備和通信服務器的串口連接，串行數據發送到通 信服務器的串行端口，由相應的任務接收數據，然后轉換成TCP/IP格式發送到數據處理中 心；或是數據處理中心以TCP/IP格式發送數據到通信服務器，然后轉換成HDLC或UART格 式并通過指定的端口發送到相應的設備。配置服務器可以通過客戶端友好的配置界面遠程 動態配置通信服務各個串口的通信參數，使其和相應的設備工作狀態匹配。本實用新型提出的同步串口通信服務器設計實現方案，充分利用了嵌入式通信處 理器MPC860T和嵌入式實時操作系統VxWorks的優勢，具有優異的實時性、可靠性，能夠同 時提供HDLC或UART設備的互連網接入；同時可以通過互聯網實現遠程動態配置。系統具 有較好的獨立性，部署實施方便。
權利要求同步串口通信服務器，其特征在于主要由電源、與電源相連的嵌入式通信處理器、晶振、閃存、同步動態隨機存儲器、數字復位電路、時鐘電路、后臺調試模式調試端口電路、高級數據鏈路控制接口電路、通用異步收發接口電路和以太網接口電路組成；上述嵌入式通信處理器包括嵌入式內核、以及與嵌入式內核相連的系統接口單元、通信處理模塊和快速以太網控制器；晶振、復位電路、時鐘電路和后臺調試模式調試端口電路外接在嵌入式PC嵌入式內核上，閃存和同步動態隨機存儲器則分布通過總線與嵌入式內核相連，以太網接口電路與快速以太網控制器連接，高級數據鏈路控制接口電路和通用異步收發接口電路接于通信處理模塊上。
2.根據權利要求1所述的同步串口通信服務器，其特征在于所述嵌入式通信處理器 的通信處理模塊包括有串行管理控制器和串行通信控制器，通用異步收發接口電路與串行 管理控制器與相連，高級數據鏈路控制接口電路經一個電平轉換電路與串行通信控制器相 連。
3.根據權利要求2所述的同步串口通信服務器，其特征在于所述串行通信控制器的 個數為4個。
4.根據權利要求1所述的同步串口通信服務器，其特征在于所述晶振為有源晶振。
5.根據權利要求1所述的同步串口通信服務器，其特征在于所述電源包括為+5V的 直流電源。
專利摘要本實用新型公開一種同步串口通信服務器，其嵌入式通信處理器包括嵌入式內核、以及與嵌入式內核相連的系統接口單元、通信處理模塊和快速以太網控制器；晶振、復位電路、時鐘電路和后臺調試模式調試端口電路外接在嵌入式內核上，閃存和同步動態隨機存儲器則分布通過總線與嵌入式內核相連，以太網接口電路與快速以太網控制器連接，高級數據鏈路控制接口電路和通用異步收發接口電路接于通信處理模塊上。它能夠將串行數據靈活、快速、實時、可靠地接入互連網中。
文檔編號H04L29/06GK201699747SQ20102025998
公開日2011年1月5日 申請日期2010年7月14日 優先權日2010年7月14日
發明者劉聯海, 張會兵, 楊青, 洪莉, 裴東良, 譚俊松 申請人:桂林電子科技大學