СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОБМЕНА СИГНАЛАМИ МЕЖДУ ВСТРОЕННЫМИ МУЛЬТИПЛАТАМИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРОЦЕССОРА Российский патент 2018 года по МПК G06F15/163 

Техническая область

Настоящее изобретение относится к области встраиваемых систем, и в частности, к способу и оборудованию для осуществления автоматического обмена сигналом между несколькими процессорными платами с использованием шины данных.

Предшествующий уровень техники

Что касается встраиваемой системы, образованной двумя или более процессорными платами, процессорные платы выполняют различные функции, а также процессорные платы обмениваются сигналами с помощью шины данных для реализации распределенных вычислений и совместной работы, как показано на ФИГ. 1. Для осуществления обмена сигналом между процессорными платами, обычной практикой является то, что: во время фазы программирования, тот же адрес шины данных сначала назначается выходному сигналу и входному сигналу процессорных плат, которые должны быть заменены, и назначенный адрес записывается в программы процессорных плат. Только в случае, если адрес шины данных на выходе тот же, что и адрес шины данных на входе, может быть осуществлен правильный обмен сигналом. На ФИГ. 2 показано, что как выходной сигнал sig1 платы 1, так и входной сигнал sig2 платы 2 используют шину данных адреса х, для осуществления обмена сигналом. В процессе разработки встраиваемой системы, сигналы и обмен сигналами, обычно корректируются несколько раз (например, при добавлении, уменьшении или изменении порядка), что требует от получателя и отправителя сигнала одновременно изменять адрес шины данных и требует перекомпиляции программ процессорных плат. В сложной системе процессорные платы обмениваются несколькими десятков тысяч сигналов, и если адреса шины данных корректировать вручную, легко может произойти ошибка. Поэтому, удобная и гибкая реализация автоматического обмена сигналами между процессорных платами с помощью шины данных встраиваемой системы, образованной из нескольких процессорных плат, является непростой задачей.

РЕЗЮМЕ

Целью настоящего изобретения является предоставление способа и оборудования для автоматического обмена сигналом между несколькими встраиваемыми процессорными платами, которые интуитивно и просто корректируют обмен сигналом между процессорными платами и обеспечивают правильность обмена сигналом. Для достижения вышеуказанной цели, настоящее изобретение предлагает следующие решения:

Способ для автоматического обмена сигналом между несколькими встраиваемыми процессорными платами основан на названии сигнала и включает в себя следующие этапы:

(1) разделение процессорных плат в распределенной системе из нескольких встраиваемых процессорных плат на ведущую плату и ведомую плату, где процессорная плата с функцией управления сигнала используется в качестве ведущей платы, а остальные процессорные платы используются в качестве ведомых плат; и во время фазы инициализации, каждая ведомая плата посылает информацию о регистрации сигнала на ведущую плату;

(2) после того, как ведущая плата собирает информацию о регистрации сигнала от всех ведомых плат, считывая из файла конфигурации соотношение между выходным и входным сигналом, которое представлено линией связи между именами сигналов, вычисляет и назначает адрес шины данных, на которую наносятся выходной и входной сигналы, и посылают адреса памяти, типы данных и адреса шины сигналов на каждую ведомую плату;

(3) после того, как ведомая плата получает адреса памяти, типы данных, а также адреса шины сигналов от ведущей платы, сохраняя таблицы выходных сигналов и таблицы входных сигналов; а также

(4) во время рабочей фазы, отправитель сигнала записывает значение выходного сигнала в соответствующий назначенный адрес шины в соответствии с таблицами выходного сигнала, а получатель сигнала считывает значения входного сигнала из соответствующего адреса шины в соответствии с таблицами входного сигнала.

На предыдущем этапе (1) каждая ведомая плата посылает информацию о регистрации сигнала на ведущую плату с помощью CAN (сети контроллеров), интерфейса RS-485 или протокола Ethernet, а также информацию о регистрации сигнала, включающую в себя имя сигнала, адрес памяти сигнала и тип данных сигнала.

На предыдущем этапе (1), во время фазы инициализации, ведущая плата посылает команды начала регистрации на ведомые платы, и ведомая плата, которая принимает команду начала регистрации, в свою очередь, посылает информацию о регистрации сигнала на ведущую плату.

На предыдущем этапе (2), после получения информации о регистрации сигнала от всех ведомых плат, ведущая плата сохраняет информацию о регистрации выходного сигнала в виде таблицы регистрации выходного сигнала и таблицы регистрации входного сигнала в соответствии с видом выхода или входа; хранение таблиц регистрация выполняется с использованием массивов; каждый элемент массива представляет информацию об одном сигнале, в том числе название сигнала, номер платы, которой принадлежит сигнал, тип данных сигнала и адресе памяти сигнала. После того, как все сигналы зарегистрированы, таблица информации о сигнале упорядочивается в соответствии с названиями сигналов.

На предыдущем этапе (2), ведущая плата считывает из файла конфигурации, информацию о соотношении между выходным и входным сигналами, которая представляет собой линейную связь между именами сигналов, и включает следующее конкретное содержимое: ведущая плата считывает файл конфигурации, один за другим извлекает линейные связи между названиями сигналов и сохраняет линейные связи в виде массива таблиц соотношения между сигналами, где каждый элемент массива представляет линейную связь одного сигнала. Ведущая плата получает, с помощью поиска, информацию о сигнале из таблицы регистрации выходного сигнала в соответствии с названиями выходного сигнала в таблице соотношения между сигналами, а затем переупорядочивает элементы в таблице соотношения между сигналами в соответствии с адресом платы, типом данных и порядком адресов памяти выходных сигналов, где конкретное правило упорядочения таково: сигналы с разными номерами плат упорядочены по номеру платы в порядке возрастания, сигналы одного типа плат упорядочены в соответствии с типом ширины данных сигналов в порядке возрастания, а сигналы одинаковых плат и одинаковых типов данных упорядочены в соответствии с адресами памяти в порядке возрастания.

Порядок ширины типов данных в порядке возрастания: булево (логический тип данных), однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и плавающая точка.

Одним из дополнительных важных вариантов внедрения настоящего изобретения является создание оборудования для реализации автоматического обмена сигналом. Оборудование включает в себя модуль регистрации, модуль распределения, модуль хранения и модуль выполнения (см. ФИГ. 6), где

модуль регистрации сконфигурирован на предоставление возможности каждой ведомой плате посылать информацию о регистрации сигнала на ведущую плату;

модуль распределения сконфигурирован на предоставления возможности ведущей плате анализировать файл конфигурации, для расчета и назначения адреса шины данных, на которую наносятся выходной и входной сигналы, и последовательно отправлять адреса памяти, типы данных и адреса шины сигналов каждой ведомой плате;

модуль хранения сконфигурирован на предоставление ведомой плате возможности сохранения, после того, как ведомая плата получает адреса памяти, типы данных и адреса сигналов шины от ведущей платы, а также таблицы выходных и входных сигналов;

модуль исполнения сконфигурирован на предоставление возможности отправителю сигнала осуществлять запись, во время рабочей фазы, значения выходного сигнала в соответствующий назначенный адрес шины в соответствии с таблицами выходных сигналов, а также предоставления возможности получателю считывать значение входного сигнала из соответствующего адреса шины в соответствии с таблицами входных сигналов.

В предыдущем решении, оборудование дополнительно включает в себя модуль регистрации, где

модуль регистрации сконфигурирован на предоставление возможности каждой управляемой плате отправки информации о регистрации сигнала на ведущую плату с помощью CAN, RS-485 или Ethernet, где информация о регистрации сигнала включает в себя имя сигнала, адрес памяти сигнала и тип данных сигнала, а также на предоставление возможности ведущей плате во время фазы инициализации отправлять команду о начале регистрации на каждую ведомую плату и передавать информацию о регистрации сигнала на ведущую плату, которая получает команду о начале регистрации.

В предыдущем решении, оборудование дополнительно включает в себя модуль распределения, где

модуль распределения сконфигурирован на предоставление основной плате возможности хранения (после получения регистрационной информации о сигнале всех ведомых плат), информации о регистрации сигнала в виде таблицы регистрации выходного сигнала, а также таблицы регистрации входного сигнала в соответствии с типом выходного и входного сигнала, в котором хранение таблиц регистрации выполняется с использованием массивов. Каждый элемент массива представляет информацию об одном сигнале, включая строку названия сигнала, номер платы, которой принадлежит сигнал, о типе данных сигнала и об адресе памяти сигнала. После того как все сигналы зарегистрированы, информационная таблица сигналов упорядочивается в соответствии с именами сигналов.

На предыдущем этапе (2), ведущая плата считывает из файла конфигурации, информацию о соотношении между выходным сигналом и входным сигналом, которая представляет собой линейную связь между именами сигналов и включает следующее конкретное содержимое: ведущая плата считывает файл конфигурации, один за другим извлекает линейные связи между названиями сигналов, и сохраняет линейные связи в виде массива таблиц соотношения между сигналами, где каждый элемент массива представляет линейную связь одного сигнала. Ведущая плата получает, с помощью поиска, информацию о сигнале из таблицы регистрации выходного сигнала в соответствии с названиями выходного сигнала в таблице соотношения между сигналами, а затем переупорядочивает элементы в таблице соотношения между сигналами в соответствии с адресом платы, типом данных, и порядком адресов памяти выходных сигналов, где конкретное правило упорядочения, таково: сигналы с разными номерами плат упорядочены по номеру платы в порядке возрастания, сигналы одного типа плат упорядочены в соответствии с типом ширины данных сигналов в порядке возрастания, а сигналы одинаковых плат и одинаковых типов данных упорядочены в соответствии с адресами памяти в порядке возрастания: булево, однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и плавающая точка.

В предыдущем решении, оборудование дополнительно включает в себя модуль хранения, где

модуль хранения сконфигурирован на предоставление ведомой плате возможности сохранения, после того, как ведомая плата получает адреса памяти, типы данных, а также адреса сигналов шины от ведущей платы и таблицы выходных и входных сигналов.

В предыдущем решении оборудование дополнительно включает в себя модуль исполнения, где

модуль исполнения сконфигурирован для возможности отправителю сигнала осуществлять запись во время рабочей фазы, значения выходного сигнала в соответствующий назначенный адрес шины данных в соответствии с таблицами выходных сигналов, а также предоставления возможности получателю считывать значение входного сигнал из соответствующего адреса шины данных в соответствии с таблицами входных сигналов, где выходящая часть последовательно записывает значения всех выходных сигналов в соответствующие адреса шины данных в соответствии с содержанием в таблицах выходных сигналов, и каждая ведомая плата последовательно проходит таблицы выходного сигнала булево, однобайтовых целых чисел, двухбайтовых целых чисел, четырехбайтовых целых чисел и сигналов с плавающей точкой, таким образом, чтобы записать все выходящие сигналы в шину, как показано на ФИГ. 5. Входящая часть последовательно считывает значения из шины адресов в адреса входных сигналов в соответствии с содержанием в таблицах входных сигналов, и каждой ведомой платы последовательно проходит таблицы входных сигналов булево, однобайтового целого числа, двухбайтового целое числа, четырехбайтового целого числа, и сигналов с плавающей точкой, таким образом, чтобы получить значения всех входных сигналов из шины данных, как показано на ФИГ. 5.

В предыдущих конструкторских решениях, в настоящем изобретении, во время этапа инициализации, каждая ведомая плата посылает информацию о регистрации сигнала на ведущую плату, соотношение между выходным и входным сигналом представлено с использованием линии связи между именами сигналов, линии связи между именами сигналов сохраняются в конфигурационном файле, ведущая плата разбирает соотношения сигнала в конфигурационном файле, автоматические вычисляет и назначает шины данных адресов выходных и входных сигналов, и посылает адреса памяти, типы данных и адреса шины сигналов на каждую ведомую плату, а ведомая плата сохраняет адреса памяти, типы данных, а также адреса шины выходных и входных сигналов в виде таблиц выходных и входных сигналов. В ходе работы отправитель сигнала записывает значение сигнала в соответствующий назначенный адрес шины в соответствии с таблицами выходного сигнала, а получатель считывает значение входного сигнала с определенного адреса шины данных в соответствии с таблицами входных сигналов. Следовательно, устраняется сложность ручной корректировки обмена сигналом, можно избежать риска пользовательской ошибки, а также обеспечивается правильность обмена сигналом между несколькими процессорными платами с точки зрения принципа качественного исполнения. Кроме того, настройка обмена сигналов между процессорными платами в соответствии с именами сигналов может быть реализована путем редактирования конфигурационного файла, который является интуитивно понятным и простым, и не нужно изменять программы процессорных плат, что упрощает разработку и проектирование встраиваемой системы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

ФИГ. 1 представлена конструктивная схема структуры распределенной системы нескольких встраиваемых процессорных плат в соответствии с настоящим изобретением;

ФИГ. 2 представлена принципиальная схема текущего способа для осуществления обмена сигналом между несколькими процессорными платами на основе ручной корректировки назначенного адреса шины данных;

ФИГ. 3 представлена принципиальная схема, основанная на способе присвоения имени сигналу для реализации автоматического обмена сигналом между несколькими процессорными платами в соответствии с настоящим изобретением;

ФИГ. 4 представлена принципиальная схема регистрации сигнала, вычисление и назначение адресов шины, данных, полученных в фазе инициализации;

ФИГ. 5 представлена принципиальная схема обновления выходных и входных сигналов в фазе работы;

ФИГ. 6 представлена принципиальная структурная схема состава устройства для реализации автоматического обмена сигналом в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Технические решения настоящего изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Настоящее изобретение на основании нового способа присвоения имени сигналу предоставляет возможность автоматического обмена сигналом между несколькими встраиваемыми процессорными платами (см. ФИГ. 3), включая следующие этапы:

(1) процессорные платы в распределенной системе нескольких встраиваемых процессорных плат (архитектура показана на ФИГ. 1) подразделяются на ведущую и ведомую плату, где одна процессорная плата используется в качестве ведущей платы, а остальные процессорные платы используются в качестве ведомых плат, с целью формирования архитектуры системы как пары «ведущий и ведомый».

После включения распределенной системы из нескольких встраиваемых процессорных плат, процессорные платы сначала инициализируют оборудование, а затем выполняют регистрацию сигнала. Таким образом, информация о сигнале, которой ведомая плата обменивается с внешней стороной, посылается на ведущую плату через коммуникационную шину, и, в частности, с помощью CAN, RS-485, Ethernet и им подобным. Информация о сигнале включает в себя имя сигнала, адрес памяти сигнала и тип данных сигнала. Чтобы избежать ситуаций, когда несколько ведомых плат одновременно передают информацию о сигнале на ведущую плату, тем самым превышая приемную способность ведущей платы, был использован способ, когда ведущая плата посылает команды регистрации запуска на ведомые платы, для того, чтобы разрешить ведомым платам последовательно выполнять регистрацию, как показано на ФИГ. 4.

(2) После получения информации о регистрации сигналов от всех ведомых плат, ведущая плата сохраняет информацию о регистрации сигналов в виде таблицы регистрации выходных сигналов и таблицы регистрации входных сигналов в соответствии с типом выходного и входного сигнала, где сохранение таблицы регистрации осуществляется с использованием специальных массивов. Каждый элемент массива представляет информацию об одном сигнале, включая строку имени сигнала, номер платы, к которой принадлежит сигнал, тип данных сигнала и адрес памяти сигнала; и после того, как все сигналы зарегистрированы, информационная таблица сигналов упорядочивается в соответствии с именами сигналов.

Ведущая плата считывает файл конфигурации согласно указанной структуре

Ведущая плата считывает файл конфигурации, по одному извлекает линии связи между именами сигналов и сохраняет линии связи в виде массива таблиц соотношений сигнала, где каждый элемент массива представляет линию связи одного сигнала (имя строки выходного сигнала и имя строки входного сигнала).

Ведущая плата получает, используя поиск, информацию о сигналах (включая номера платы, типы данных и адреса памяти) из регистрационной таблицы выходного сигнала в соответствии с именами выходных сигналов в таблице соотношения сигналов, а затем переупорядочивает элементы в таблице соотношения сигналов в соответствии с адресом платы, типом данных и порядком адресов памяти выходных сигналов, используя особенное правило упорядочения: номера плат упорядочиваются в порядке убывания, типы данных сигналов с одинаковым номером платы упорядочиваются в соответствии с шириной типа данных в порядке возрастания (булево, однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и плавающая точка), а также адреса памяти сигналов той же платы и того же типа данных упорядочиваются в порядке возрастания. После завершения упорядочивания, в таблице соотношений сигналов, сигналы той же платы расположены рядом, и сигналы той же платы и того же типа данных так же расположены рядом друг с другом.

Ведущая плата считывает упорядоченные выходящие сигналы из таблицы соотношений сигналов, и назначает адреса шины данных. В соответствии с результатом упорядочивания, адреса шины, выделенные для плат, упорядочены в порядке возрастания согласно номерам плат.

После того как адреса шины данных выходных сигналов успешно назначены, управляющая плата находит, используя таблицу соотношения сигналов, входящие сигналы, связанные с выходными сигналами, для автоматического получения адресов шины данных входных сигналов.

(3) После расчета и распределения адресов для выходных сигналов, ведущая плата предоставляет информацию об адресах сигналов на ведомые платы, где информация, которая относится к выходному сигналу включает в себя адрес памяти выходного сигнала, тип данных сигнала и адрес шины данных, а также информацию, которая относится к входному сигналу и включает в себя адрес памяти сигнала, тип сигнала данных и адрес шины данных. После получения информации об адресах от ведущей платы, управляемая плата сохраняет отдельно как таблицы выходных сигналов, так и таблицы входных сигналов.

Таблицы выходных сигналов подразделяются на таблицы выходных сигналов булево, однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и сигналов с плавающей точкой в соответствии с типами сигналов, таблица сигналов каждого типа формируется количеством выходных сигналов, адресов памяти выходного сигнала и адресов шины данных.

Таблицы входных сигналов подразделяются на таблицы выходных сигналов булево, однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и сигналов с плавающей точкой в соответствии с типами сигналов. Таблица сигналов каждого типа формируется количеством входных сигналов, адресов памяти входного сигнала и адресов шины данных.

(4) После того как каждая ведомая плата устанавливает таблицы выходных и входных сигналов во время фазы инициализации, во время рабочей фазы отправитель сигнала записывает в соответствии с таблицами выходного сигнала значение выходного сигнала в соответствующий назначенный адрес шины данных, а получатель считывает, в соответствии с таблицами входного сигнала, значение входного сигнала из соответствующего адреса шины данных.

Выходящая часть последовательно записывает значения всех выходных сигналов в соответствующие адреса шины данных в соответствии с содержанием таблиц выходных сигналов, и каждая ведомая плата последовательно проходит таблицы выходных сигналов булево, однобайтовых целых чисел, двухбайтовых целых чисел, четырехбайтовых целых чисел и сигналов с плавающая точкой, таким образом, чтобы записать все выходящие сигналы в шину, как показано на ФИГ. 5.

входящая часть последовательно считывает значения из шины адресов в адреса входных сигналов в соответствии с содержанием в таблицах входных сигналов, и каждая ведомая плата последовательно проходит таблицы входных сигналов булево, однобайтового целого, двухбайтового целое числа, четырехбайтового целого числа, и сигналов с плавающей точкой таким образом, чтобы получить значения всех входных сигналов из шины данных, как показано на ФИГ. 5.

ФИГ. 6 представлена принципиальная структурная схема состава устройства для реализации автоматического обмена сигналом в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения. Как показано на ФИГ. 6, оборудование для осуществления автоматического обмена сигналом в соответствии с вариантом исполнения настоящего изобретения включает: модуль регистрации 10, модуль распределения 11, модуль хранения 12 и модуль выполнения 13, где

модуль регистрации 10 сконфигурирован на предоставление каждой ведомой плате возможности посылать информацию о регистрации сигнала на ведущую плату;

модуль размещения 11 сконфигурирован на предоставление ведущей плате возможности анализировать файл конфигурации, для расчета и назначения адреса шины данных, на которую наносятся выходной и входной сигналы, и последовательно отправлять адреса памяти, типы данных и адреса шины сигналов каждой ведомой платы;

модуль хранения 12 сконфигурирован на предоставление ведомой плате возможности сохранения, после того, как ведомая плата получает адреса памяти, типы данных, адреса сигналов шины от ведущей платы, а также таблицы выходных и входных сигналов;

модуль исполнения 13 сконфигурирован на предоставление возможности отправителю сигнала осуществлять запись, во время рабочей фазы, значения выходного сигнала в соответствующий назначенный адрес шины в соответствии с таблицами выходных сигналов, а также предоставления возможности получателю считывать значение входного сигнала из соответствующего адреса шины в соответствии с таблицами входных сигналов.

В частности, модуль регистрации сконфигурирован на предоставление возможности каждой управляемой плате отправлять информацию о регистрации сигнала на ведущую плату с помощью CAN, RS-485 или Ethernet, где информация о регистрации сигнала включает в себя имя сигнала, адрес памяти сигнала и тип данных сигнала, а также предоставить возможность ведущей плате, во время фазы инициализации, отправлять команду о начале регистрации на каждую ведомую плату, а также предоставить возможность ведомой плате, которая получает команду о начале регистрации, передавать информацию о регистрации сигнала на ведущую плату.

В частности, модуль распределения сконфигурирован на предоставление ведущей плате возможности сохранения (после получения информации о регистрации сигнала от всех ведомых плат), информации о регистрации сигнала в виде таблицы регистрации выходного сигнала, а также таблицы регистрации входного сигнала в соответствии с типом выходного и входного сигнала, в котором хранение таблиц регистрации выполняется с использованием массивов. Каждый элемент массива представляет информацию об одном сигнале, включая строку имени сигнала, номер платы которой принадлежит сигнал, тип данных сигнала и адрес памяти сигнала. После того как все сигналы зарегистрированы, таблица информации о сигналах упорядочивается в соответствии с названиями сигналов.

Ведущая плата считывает из файла конфигурации информацию о соотношении между выходным сигналом и входным сигналом, которая представлена линейной связью между именами сигналов и включает следующее конкретное содержимое: ведущая плата считывает файл конфигурации, один за другим извлекает линейные связи между названиями сигналов, и сохраняет линейные связи в виде массива таблиц соотношения между сигналами, где каждый элемент массива представляет линейную связь одного сигнала. Ведущая плата получает, с помощью поиска, информацию о сигналах из таблицы регистрации выходного сигнала в соответствии с названиями выходного сигнала в таблице соотношения между сигналами, а затем переупорядочивает элементы в таблице соотношения между сигналами в соответствии с адресом платы, типом данных, и порядком адресов памяти выходных сигналов, согласно конкретному правилу упорядочивания: сигналы с разными номерами плат упорядочиваются по номеру платы в порядке возрастания, сигналы одного типа плат упорядочиваются в соответствии с шириной типов данных сигналов в порядке возрастания, а сигналы одинаковых плат и одинаковых типов данных упорядочиваются в соответствии с адресами памяти в порядке возрастания. Порядок ширины типов данных в порядке возрастания: булево, однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и плавающая точка.

В частности, модуль хранения сконфигурирован для предоставления ведомой плате возможности сохранения, после получения ведомой платой адресов памяти, типов данных, а так же адресов шины сигналов от ведущей платы, таблиц выходных и входных сигналов; а также таблиц выходных и входных сигналов, где сохранение таблиц выходных сигналов и таблиц входных сигналов осуществляется в соответствии с типом данных, которые включают в себя булево, однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и плавающую точку.

Модуль исполнения сконфигурирован также и для предоставления возможности отправителю сигнала осуществлять запись во время рабочей фазы, значения выходного сигнала в соответствующий назначенный адрес шины в соответствии с таблицами выходных сигналов, а также предоставления возможности получателю сигнала считывать значение входного сигнала из соответствующего адреса шины в соответствии с таблицами входных сигналов.

Выходящая часть последовательно записывает значения всех выходных сигналов в соответствующие адреса шины данных в соответствии с содержанием таблиц выходных сигналов, и каждая ведомая плата последовательно проходит таблицы выходных сигналов булево, однобайтовые целые числа, двухбайтовые целые числа, четырехбайтовые целые числа и числа с плавающая точкой, таким образом, чтобы записать все выходящие сигналы в шину, как показано на ФИГ. 5.

Входящая часть последовательно считывает значения из шины адресов в адреса входных сигналов в соответствии с содержанием в таблицах входных сигналов, и каждая ведомая плата последовательно проходит таблицы входных сигналов булево, однобайтового целого, двухбайтового целое числа, четырехбайтового целого числа, и сигналов с плавающей точкой, таким образом, чтобы получить значения всех входных сигналов из шины данных, как показано на ФИГ. 5.

Когда обмен сигналом между несколькими процессорами изменяется, в корректировке нуждается только файл конфигурации. После перезагрузки системы, ведущая плата считывает файл конфигурации, автоматически вычисляет и повторно назначает и снова выдает адрес шины; в этом случае ведомые платы автоматически получают новые адреса шины данных. Таким образом, нет необходимости в ручной корректировке и модификации шины адресов, а возможность ошибки исключена.

При внедрении в практику, модуль регистрации 10, модуль распределения 11, модуль хранения данных 12 и модуль выполнения 13, могут быть реализованы центральным процессором (CPU), блоком микропроцессора (MPU), процессором цифровых сигналов (DSP) или программируемой логической матрицей (FPGA) сервера или терминала, на котором расположено оборудование для реализации логического программирования настоящего изобретения.

Все вышеприведенное предназначено только для описания технической новации настоящего изобретения и это описание не означает отсутствия защищенных прав интеллектуальной собственности настоящего изобретения. Любая техническая разработка, изложенная в соответствии с новациями настоящего изобретения, и любые усовершенствования, осуществленные на основе технических решений данного изобретения, должны учитывать право интеллектуальной собственности авторов настоящего изобретения.

Изобретение относится к средствам автоматического обмена сигналами. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств за счет реализации средств автоматического обмена сигналами. Результат достигается при реализации способа автоматического обмена сигналами между несколькими встроенными процессорными платами. Способ предусматривает этапы: разделение процессорных плат в распределенной системе, где плата ЦП с функцией сигнала управления используется в качестве ведущей платы, а остальные процессорные платы используются в качестве ведомых плат; и при инициализации каждая ведомая плата посылает сигнал регистрации информации на ведущую плату; которая представлена соединяющей линией между именами сигналов, расчет и назначение адреса шины передачи данных, к которым привязываются выходной и входной сигналы, и отправка записанных адресов, типов данных и адресов шины сигналов на каждую ведомую плату; сохраняют те же данные как таблицы выходных и входных сигналов, записывание значения выходного сигнала в соответствующей выделенной адресной шине в соответствии с таблицами выходных сигналов и считывание получателем значения входного сигнала из соответствующей адресной шины в соответствии с таблицами входных сигналов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ автоматического обмена сигналами между несколькими встроенными процессорными платами, включающий в себя следующие действия:

(1) разделение процессорных плат в распределенной (объединенной) системе, включающей большое количество встроенных процессорных плат на ведущие платы и ведомые платы, где плата ЦП (центрального процессора) с функцией сигнала управления используется в качестве ведущей платы, а остальные процессорные платы используются в качестве ведомых плат; и во время фазы инициализации каждая ведомая плата посылает сигнал регистрации информации на ведущую плату;

(2) после того, как ведущая плата собирает информацию о регистрации сигналов всех ведомых плат, осуществляется чтение из конфигурационного файла обменной связи между выходным и входным сигналами, которая представлена соединяющей линией между именами сигналов, расчет и назначение адреса шины передачи данных, к которым привязываются выходной и входной сигналы, и отправка записанных адресов, типов данных и адресов шины сигналов на каждую ведомую плату;

(3) после того, как ведомая плата получает записанный адрес, типы данных, а также адреса шин сигналов от ведущей платы, сохраняют те же данные как таблицы выходных и входных сигналов; а также

(4) во время операционной стадии, записывание, отправителем сигнала, значение выходного сигнала в соответствующей выделенной адресной шине в соответствии с таблицами выходных сигналов, и считывание получателем, значения входного сигнала из соответствующей адресной шины в соответствии с таблицами входных сигналов.

2. Способ по п. 1, где в шаге/действии (1), каждая ведомая плата посылает информацию о регистрации на ведущую плату с помощью CAN, RS-485 или Ethernet, и сигнал регистрации информации содержит название сигнала, сигнал адреса памяти, и сигнал типа данных.

3. Способ по п. 1, где в шаге (1) во время инициализации, ведущая плата посылает команду начала регистрации на каждую ведомую плату, а ведомая плата, которая получает команду старта регистрации, посылает информацию регистрации сигнала на ведущую плату.

4. Способ по п. 1, где в шаге (2), после получения информации о регистрации сигнала от всех ведомых плат, ведущая плата сохраняет информацию о регистрации сигнала как таблицу регистрации выходного сигнала и как таблицу регистрации входного сигнала в соответствии с видами выхода и входа; при этом сохранение регистрационных таблиц производится с помощью использования матриц; каждый элемент матрицы включает информацию об одном сигнале, включающую строку названия сигнала, количество плат, которым принадлежит сигнал, тип данных сигнала, записанный адрес сигнала; и после того, когда все сигналы зарегистрированы, таблица информации сигналов упорядочивается в соответствии с именами сигналов.

5. Способ по п. 4, где в шаге (2), ведущая плата считывает из файла конфигурации взаимосвязь обмена между выходным сигналом и входным сигналами, которые представляют собой линейную связь между именами сигналов, включающими в себя следующее конкретное содержание: ведущая плата считывает файл конфигурации, извлекает линейные связи между именами сигналов по одному и сохраняет линейные связи в виде таблицы с матрицей взаимосвязей обмена сигналом, где каждый элемент матрицы представляет одну линейную связь сигнала; ведущая плата, с помощью проведения поиска, получает информацию о сигналах из таблицы регистрации выходного сигнала в соответствии с именами выходных сигналов в таблице взаимосвязей обмена сигналами, а затем сортирует элементы в таблице обмена взаимоотношений сигналов в соответствии с адресом платы, типом данных и порядком записанных адресов выходных сигналов, где существует конкретное правило упорядочения: сигналы с разными номерами платы сортируются по номерам плат в порядке возрастания, сигналы одной платы упорядочены в соответствии с шириной типа данных сигналов в порядке возрастания, а сигналы одной платы и одного типа данных упорядочены в соответствии с записанными адресами в порядке возрастания.

6. Способ по п. 5, в котором порядок ширины типов данных по возрастанию: булево (логический тип данных), однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и число с плавающей точкой.

7. Устройство для автоматического обмена сигналами, которое включает в себя: модуль регистрации, модуль размещения, модуль сохранения и модуль выполнения, где

модуль регистрации скомпонован с возможностью предоставления каждой ведомой плате отправить информацию о регистрации сигнала на ведущую плату;

модуль размещения скомпонован с возможностью обеспечения ведущей платой анализировать файл конфигурации, для вычисления и назначения адреса шины данных, к которому присоединены выходной и входной сигналы, и последовательно отправлять записанные адреса, типов данных и адреса шин сигналов каждой ведомой плате;

модуль хранения скомпонован с возможностью обеспечения ведомой платой сохранения записанных адресов, типов данных, а также адресов шин сигналов от ведущей платы, также, как таблицы выходных сигналов и таблицы входных сигналов; и

модуль выполнения, скомпонованный с возможностью для обеспечения отправителем сигнала записи, во время операционной фазы, значение выходного сигнала в соответствующую выделенную адресную шину в соответствии с таблицами выходного сигнала, а также возможности получателя считать значение входного сигнала из соответствующей адресной шины в соответствии с таблицами входных сигналов.

8. Устройство по п. 7, в котором оно дополнительно содержит: модуль регистрации, скомпонованный для обеспечения возможности каждой ведомой платы посылать информацию регистрации сигнала на ведущую плату с помощью CAN, RS-485 или Ethernet, где информация регистрации сигнала содержит имя сигнала, записанный адрес сигнала и тип данных сигнала, позволяющий во время фазы инициализации ведущей плате отправить команду о начале регистрации каждой ведомой плате и позволяющий ведомой плате, которая получает команду о начале регистрации, отправить информацию регистрации сигнала ведущей плате.

9. Устройство по п. 7, дополнительно содержащее модуль размещения, скомпонованный для обеспечения возможности, ведущей платы сохранять информацию после получения информации регистрации сигнала от всех ведомых плат, информации регистрации сигнала в виде таблицы регистрации выходного сигнала и таблицы регистрации входного сигнала согласно типу выходного и входного сигнала, в котором сохранение таблиц регистрации осуществляется с помощью использования матриц, где каждый элемент матрицы представляет информацию об одном сигнале, содержащую строку названия сигнала, номер платы, к которой принадлежит сигнал, сигнал типа данных и записанный адрес сигнала; и после того, как все сигналы зарегистрируются, сигнал таблицы информации упорядочивается в соответствии с именами сигналов.

10. Устройство по п. 7 или 9, в котором модуль размещения в памяти, скомпонованный для обеспечения возможности ведущей плате считывать из файла конфигурации взаимосвязь обмена между выходным и входным сигналами, которая представляет собой линейную связь между именами сигналов, включающую следующее конкретное содержание: ведущая плата считывает файл конфигурации, извлекает линейные связи между именами сигналов по одному и сохраняет линейные связи в виде таблицы взаимосвязей обмена сигналов, где каждый элемент матрицы представляет одну линию связи сигнала; и обеспечения возможности ведущей плате получить, с помощью проведения поиска, информацию о сигналах из таблицы регистрации выходного сигнала в соответствии с именами выходных сигналов в таблице взаимосвязей обмена сигналов и затем переупорядочить элементы в таблицы взаимосвязей обмена сигналов в соответствии с адресами плат, типами данных и порядком записанных адресов выходных сигналов, где действует специальное правило упорядочения: сигналы с плат с разными номерами сортируются по номерам плат в порядке возрастания, сигналы одной платы сортируются в соответствии с шириной сигнала типа данных в соответствии с порядком возрастания, а также сигналами одной и той же платы и того же типа данных, которые упорядочены в соответствии с записанными адресами в порядке возрастания; и порядок ширины типов данных в порядке возрастания выглядит таким образом: булево (логический тип данных), однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое число и число с плавающей точкой.

11. Устройство по п. 7, в котором оно дополнительно содержит модуль сохранения, скомпонованный для обеспечения возможности ведомой плате сохранить, после получения ведомой платой записанных адресов, типов данных, а также адресов шин сигналов от ведущей платы, также в виде таблиц выходного сигнала и таблиц входного сигнала, где сохранение таблиц выходного сигнала и таблиц входного сигнала осуществляется в соответствии с типами данных, и типы данных включают в себя булево (логический тип данных), однобайтовое целое число, двухбайтовое целое число, четырехбайтовое целое чисело и число с плавающей точкой.

12. Устройство по п. 7, в котором это устройство дополнительно содержит модуль выполнения, скомпонованный для обеспечения возможности отправителю сигнала записать, во время операционной фазы, значение выходного сигнала в соответствующий предназначенный адрес шины данных в соответствии с таблицами выходных сигналов, а также позволяет получателю считать значение входного сигнала с соответствующего адреса шины данных в соответствии с таблицами входных сигналов, в котором

выходная часть последовательно записывает значения всех выходных сигналов в соответствующие шины адресов в соответствии с содержимым таблиц выходного сигнала; каждая ведомая плата последовательно проходит таблицы выходных сигналов - сигналов булево (логический тип данных), однобайтовых целых чисел, двухбайтовых целых чисел, четырехбайтовых целых чисел и чисел с плавающей точкой, таким образом, чтобы записать все выходные сигналы в шину; и

входная часть последовательно считывает в значениях шин адресов адреса входных сигналов в соответствии с содержанием таблицы входного сигнала; каждая ведомая плата последовательно проходит таблицы входных сигналов - сигналов булево (логический тип данных), однобайтовый целых чисел, двухбайтовых целых чисел, четырехбайтовых целых чисел и чисел с плавающей точкой, таким образом, чтобы получить значения всех входных сигналов из шины данных.