[发明专利]一种基于FPGA的智能通信控制器

说明书

技术领域

本发明属于本发明属于通信控制领域，具体涉及一种基于FPGA的智能通信控制器。

背景技术

在现有技术MODBUS、PROFIBUS、CAN仍是诸多控制设备、信号采集设备的主要通信方式的情况下，而以太网以通信的速度快、误码率低、通信设备配置方便以及一般的PC机即可用网口来实现这一功能，而不需在增加特别的转换设备而成为目前非常流行的通信方式。于是，上述通信与工业以太网通信渐渐成为在目前多种通信方式并存的时期。

随着电子技术和计算机技术的飞速发展，视频图像技术近年来得到了极大的重视和长足的发展，人们在选择学习和娱乐信息时，不再是单纯的枯燥文字信息，丰富多彩的图片和视频信息越来越成为人们的首选。并且对视频和图像处理技术的要求不断攀升，新的需求催生新的技术，主要体现在从标准清(SD)到高清(HD)，分辨率越来越高，要求实时处理的数据量越来越大；视频和图像压缩技术日益复杂，对视频系统智能化的要求提高，如智能拍摄、运动检测、对象识别、多通道、画中画、透明叠加效果等；消费者欣赏能力的提高，希望图像更稳定、更清晰、色彩更艳丽、亮度更符合人眼的感官需求。

FPGA，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA由可编程逻辑单元阵列、布线资源和可编程的I/O单元阵列构成，一个FPGA包含丰富的逻辑门、寄存器和I/O资源。一片FPGA芯片就可以实现数百片甚至更多个标准数字集成电路所实现的系统。

FPGA的结构灵活，其逻辑单元、可编程内部连线和I/O单元都可以由用户编程，可以实现任何逻辑功能，满足各种设计需求。其速度快，功耗低，通用性强，特别适用于复杂系统的设计。使用FPGA还可以实现动态配置、在线系统重构(可以在系统运行的不同时刻，按需要改变电路的功能，使系统具备多种空间相关或时间相关的任务)及硬件软化、软件硬化等功能。

鉴于高频疲劳试验机控制器控制规模比较大，功能复杂，故在研制过程中，在传统试验机控制器的基础上，通过FPGA技术及微机技术两者的结合，来全面提升控制器系统的性能，使整机的工作效率、控制精度和电气系统可靠性得到了提高，且操作方便而又不乏技术的先进性。

随着半导体工艺的不断进步，FPGA不仅告别了传统观念的价格昂贵，而且性能也显著提升，同时不断集成一些新的硬件资源，比如内嵌DSP块、内嵌RAM块、锁相环(PLL)、高速外部存储器接I](DDR)等，作为一个平台，FPGA显然已经非常适合于高性能的视频和图像技术，用FPGA来做实时图像处理，由于可编程逻辑的大容量、灵活性，可以实现图像极大的并行处理能力，速度可以比PC机和数字信号处理芯片快，可以实现SOPC(片上可编程系统)，帮助用户定制系统，缩短产品研发和更新换代的周期，快速做出有自己特色的，自主知识产权的产品，越来越多的研究人员开始致力于有关FPGA的视频图像处理技术。

中国专利申请“201210515411.5”提供了一种基于ARM技术的智能通信控制器，具体指一种能够满足现有主要通信方式：TCP/IP以太网、MODBUS工业通信标准协议、PROFIBUS工业通信标准协议和CAN总线通信协议的智能化互联的通信控制器。说书的智能通信控制器以ARM-7芯片作为核心处理器，具有以太网MAC通信处理器、异步通信处理器、CAN通信处理器、定时器、计数器、AD转换等配置；软件部分采用UCOS/II嵌入式操作系统，利用该操作系统的完善的实时、多任务、多线程的管理系统功能，令各种通信方式实现良好的互联和转换功能。

但该智能通信控制器使用模块较多，因此占用板机空间大，系统功耗较大；另外智能通信控制器工作过程中容易出现过热现象，导致电路板损坏，现有技术中没有对其工作电流、电压及温度进行检测和报警的功能。

发明内容

本发明的目的是克服现有通信控制器占用板机空间大、系统功耗较大、没有温度、电流、电压检测和报警功能的问题。

为此，本发明提供了一种基于FPGA的智能通信控制器，包括ISA总线，所述智能通信控制器包括与ISA总线连接的FPGA处理器、CAN通信隔离模块和用于提供一路以太网接口的接口模块；

包括网络变压器、CAN通信接口、为FPGA处理器供电的电源模块、温度检测模块；