[发明专利]基于光纤通信的多通道IO同步控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于光纤通信的多通道IO同步控制系统，其特征在于包括控制端、分发模块和至少一个IO控制模块，所述控制端与分发模块通信连接，

所述分发模块包括第一FPGA单元和至少一个第一光纤端口，所述第一光纤端口与第一FPGA单元连接，其包括用于同步时钟信号输出的第一光纤收发模块和用于数据收发的第二光纤收发模块；

所述IO控制模块包括第二FPGA单元、数据接口、第二光纤端口，所述数据接口、第二光纤端口均与第二FPGA单元连接，所述第二光纤端口包括用于同步时钟信号接收的第三光纤收发模块和用于数据收发的第四光纤收发模块；

所述第一光纤端口的第一光纤收发模块与第二光纤端口的第三光纤收发模块通过第一光纤连接，所述第一光纤端口的第二光纤收发模块与第二光纤端口的第四光纤收发模块通过第二光纤连接。

2.根据权利要求1所述的基于光纤通信的多通道IO同步控制系统，其特征在于所述分发模块的第一FPGA单元包括同步时钟子单元和数据转发子单元，

所述同步时钟子单元被配置成：生成同步时钟信号并将该同步时钟信号发送至IO控制模块，

所述数据转发子单元被配置成：接收控制端发送的数据包，根据数据包中的端口号将该数据包转发至与端口号对应的第一光纤端口连接的IO控制模块，所述数据包至少包括端口号、时间间隔信息和IO控制信息；

接收IO控制模块发送的时间间隔信息和IO控制信息并将接收到的时间间隔信息和IO控制信息以及接收该时间间隔信息和IO控制信息的第一光纤端口的端口号转发至控制端。

3.根据权利要求2所述的基于光纤通信的多通道IO同步控制系统，其特征在于所述IO控制模块还包括与第二FPGA单元连接的存储单元，所述第二FPGA单元被配置成：

采集数据接口的状态得到IO控制信息以及保持此IO控制信息的时间，将采集到的IO控制信息和时间间隔信息发送至分发模块或将采集到的IO控制信息和时间间隔信息保存至存储单元后再将采集到的IO控制信息和时间间隔信息发送至分发模块；

接收分发模块转发的数据包和同步时钟信号，以同步时钟信号为时钟基准，根据数据包的时间间隔信息并按照数据包的IO控制信息设定数据接口的状态，或者将数据保存至存储单元后，以同步时钟信号为时钟基准，根据数据包的时间间隔信息并按照数据包的IO控制信息依次设定数据接口的状态。

4.根据权利要求3所述的基于光纤通信的多通道IO同步控制系统，其特征在于所述第二FPGA单元还包括与存储单元连接的FIFO单元，所述IO控制模块还被配置成：从存储单元获取时间间隔信息和IO控制信息时，将获取到的时间间隔信息和IO控制信息保存至FIFO单元。

5.根据权利要求1所述的基于光纤通信的多通道IO同步控制系统，其特征在于所述数据接口包括输入输出复用的TTL接口、TTL驱动电路，所述TTL驱动电路分别与TTL接口和第二FPGA单元连接。

6.根据权利要求1至5中任一所述的基于光纤通信的多通道IO同步控制系统，其特征在于所述分发模块设置有与第一FPGA单元连接的RJ45接口，所述控制端与分发模块的第一FPGA单元通过RJ45接口连接。

7.根据权利要求1至5中任一所述的基于光纤通信的多通道IO同步控制系统，其特征在于所述分发模块还包括RS422接口和/或GPIO接口，所述RS422接口和/或GPIO接口均与第一FPGA单元连接。

8.根据权利要求3或4所述的基于光纤通信的多通道IO同步控制系统，其特征在于所述控制端为PC机，所述存储单元为DDR2存储单元。