[发明专利]多通道软硬件并行串口通讯处理方法

说明书

本发明针对复杂航天器控制计算机串口通讯单机数量不断增加，但嵌入式系统软硬件资源有限的矛盾，提出了一种软硬件资源统筹调用方法，步骤包括硬件多路串口通道复用、发送缓存复用、接收缓存独立，通过软件设置通道号实现通道切换，并设置相应通道的发送数据长度、接收数据长度；串口接收中断与超时中断复用，多路串口采用同一接收中断、超时中断，占用同一CPU外部中断资源；软硬件并行工作，实现多路串口通讯，串口通信由软件任务主流程、软件中断流程、硬件处理流程共同完成。该方法实现了多通道软硬件并行串口通讯，节约了计算机硬件资源，减少了多路串口通讯占用的CPU时间，已在某型号控制计算机上成功在轨应用。

技术领域

本发明涉及航天器控制计算机串口通讯技术，具体一种涉及多通道软硬件并行串口通讯方法。

背景技术

随着航天领域任务复杂性的提高，越来越多不同用途的单机配备到航天器上。控制计算机与众多单机通过数据交互建立复杂的控制系统，最通用的方式即为串口通讯。

一般的控制计算机串口通讯设计中，控制计算机作为主节点，启动某一通道通讯后，进入空循环等待，待所有数据全部接收完毕后，切换至下一通道。当通道较多且收发字节较多时，一方面控制计算机嵌入式系统有限的硬件资源无法满足多路独立串口通道、独立收、发缓存的需求；另一方面查询等待方式的通信机制浪费较多的CPU处理时间，也无法满足复杂控制系统处理周期时间资源的需求。

发明内容

本发明针对复杂航天器控制计算机串口通讯单机数量不断增加，但嵌入式系统软硬件资源有限的矛盾，提出了一种多通道软硬件并行串口通讯处理方法，完成软硬件资源统筹调度，采用“硬件通道复用+软件串口通讯中断”的处理方式，实现了多通道软硬件并行串口通讯。

为达到上述目的，本发明提供一种多通道软硬件并行串口通讯处理方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、硬件多路串口通道复用、发送缓存复用、接收缓存独立，通过软件设置通道号实现道号切换，并设置相应通道的发送数据长度、接收数据长度。根据当前设定的串口通道号，将发送缓存与相应的串口通道绑定，同一时刻只能与同一通道通讯。

步骤二、串口接收中断与超时中断复用，多路串口采用同一接收中断、超时中断，占用同一CPU外部中断资源。根据接收中断与超时中断优先触发的原则，若某一中断触发，则不再产生另一中断。

步骤三、软硬件并行工作，实现多路串口通讯。串口通讯由软件任务主流程、软件中断流程、硬件处理流程共同完成。软件实现多通道切换和通讯任务管理，在软件任务主流程同步运行的同时，硬件处理流程和软件串口通讯中断服务程序交替依次完成各通道串口通讯的软、硬件任务，直至本周期全部通道串口通讯任务完成。

进一步，所述的步骤三，软硬件并行工作，实现多路串口通讯，还包括如下步骤：

1）主任务流程读取上周期各路串口独立接收缓存的数据，并启动本周期第一路串口通讯，随后继续处理主任务中其他流程。

2）软件中断处理流程由串口接收、超时中断触发，保存本路串口通讯状态并启动下一路通讯。

3）硬件处理流程中，首先根据软件写入的串口通道号及发送数据长度进行数据发送流程处理；再根据软件写入的接收数据长度设置定时周期并启动超时定时器；接收数据依次存入通道对应的接收缓存，对接收的每个字节进行奇偶校验判断；当接收数据长度达到设定字节数或超时定时器达到定时周期时触发串口接收、超时中断，返回通讯正常、超时或奇偶校验错状态标志。

与现有技术相比，本发明的多通道软硬件并行串口通信处理方法，通过软硬件资源统筹调度，节约了计算机硬件资源，减少了多路串口通讯占用的CPU时间。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：