[发明专利]一种基于FPGA和DSP的深水控制系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA和DSP的深水控制系统，包括FPGA现场可编程门阵列电路，FPGA现场可编程门阵列电路上分别通过CAN总线连通电平转换器、AD采集模块，AD采集模块连接传感器，FPGA现场可编程门阵列电路另一端口通信连接RS‑485通信接口，FPGA现场可编程门阵列电路和DSP数字信号处理系统相连接，DSP数字信号处理系统连接NAND FLASH内存，DSP数字信号处理系统和以太网通过以太网络连接，本系统，采用了FPGA现场可编程门阵列电路进行主控单元的设计，与整个水下控制系统有着极高的契合度，考虑主控单元的主从逻辑关系，设计时完成了硬件和系统的开发，所有在使用过程中完全可以傻瓜式连接，大大方便了工作的开展。

技术领域

本发明涉及海洋采油技术领域，尤其是一种基于FPGA和DSP的深水控制系统。

背景技术

目前在采油树中使用的主控单元为X86结构的单板计算机，同时辅以QNX操作系统，通过操作系统上的软件对各连接端口进行通讯和控制。使用原有的技术在日常的工作生产当中，越来越暴漏出其弊端，其主要弊端包含如下几点：

系统升级困难：由于在原有设计上采用了QNX系统和X86架构的主板，那么导致系统升级不得不使系统浮出水面，打开密闭壳体并对主控单元进行拆卸才能开展下一步升级工作。

系统发热量相对较大：由于X86的设计架构，导致有大量不需要的功能同时集成在标准主板上，使得整体功耗无法合理控制。

产品生命周期短：由于原设计采用了X86的架构，而X86架构主要面对简单工业和消费业为主，产品更新迭代快，往往5年时间原有的设备都无法保证正常的供货。但是，这在复杂工业行业是致命的，如果产品跟着升级换代，意味着很多的软件和驱动要重新开发设计，大大增加了产品风险。

由于采油树系统在水下部分是层层叠加的工作模式，那么在主控制单元和从设备主控单元就存在着权限的管理。老的采用标准主板方法由于本身设计原因，无法自动识别对接系统的主从关系，在实际生产过程中配置复杂

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPGA和DSP的深水控制系统，采用FPGA加DSP的设计思路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于FPGA和DSP的深水控制系统，包括FPGA现场可编程门阵列电路和DSP数字信号处理系统，所述FPGA现场可编程门阵列电路上分别连接电平转换器、AD采集模块，所述FPGA现场可编程门阵列电路和电平转换器之间通过CAN总线连通，所述AD采集模块分别连接两个传感器，所述FPGA现场可编程门阵列电路另一端口通信连接RS-485通信接口，所述FPGA现场可编程门阵列电路和DSP数字信号处理系统相连接，所述DSP数字信号处理系统连接NAND FLASH内存，所述DSP数字信号处理系统连通以太网，所述DSP数字信号处理系统和以太网通过以太网络连接。

作为本发明进一步的方案：所述FPGA现场可编程门阵列电路和DSP数字信号处理系统之间的联系方式为双向连接，数据相互传输。

作为本发明进一步的方案：所述DSP数字信号处理系统和以太网络双向连接，且建立起地址访问关系。

作为本发明进一步的方案：所述NAND FLASH内存进行主控单元的设计，与整个深水控制系统契合。

作为本发明进一步的方案：所述AD采集模块分别连接两个传感器，分别通过温度采集和压力采集连接。

与现有技术相比，本发明有益效果：

本基于FPGA和DSP的深水控制系统，改变了原有的采用X86工业通用控制单元的方式，避免的多于在板资源浪费，方便了系统升级及优化，具有更高的系统可靠性，同时和整个作业系统有着更好的适配性。在不改变生产工序等情况下，可以对系统进行有效的升级，大大的降低了因配置导致出现的错误，大大减少系统的配置复杂性。