[实用新型]用于地震仪主控站CPU与外设数据传输的桥接器

说明书

本实用新型公开了一种用于地震仪主控站CPU与外设数据传输的桥接器包括有CPU接口模块、以太网接口模块、ADC接口模块、数据整合打包模块、命令解析模块和数据缓存器，数据缓存器包括有外设数据缓存器、ADC数据缓存器和整合数据缓存器，以太网接口模块与外设数据缓存器连接，ADC接口模块与ADC数据缓存器连接，外设数据缓存器、ADC数据缓存器均通过数据整合打包模块与整合数据缓存器连接，整合数据缓存器、命令解析模块均与CPU接口模块连接。本实用新型使得主控站的CPU仅需与桥接器连接，无需和各个外设和ADC芯片直接通信，CPU和外设之间通信频率大幅减少，系统执行效率得到很大提升。

技术领域

本实用新型涉及地球物理勘探设备领域，具体是一种用于地震仪主控站CPU与外设数据传输的桥接器。

背景技术

地球物理勘探领域中最常用的仪器是地震仪，分布式地震仪通常由采集站、交叉站和主控站构成。一般来说主控站需要汇总两边的交叉站上传的数据以及其自身的ADC（数模变换器）采集的参考信号，将这些数据一起通过通用接口传递给计算机。CN102628957A中是将两个交叉站数据由两个千兆以太网物理层收发器（PHY）直接连接到CPU，而主控站上负责采集参考信号的ADC在这种结构下一般需要通过SPI（串行设备互连）总线连接到CPU上。这种方法的缺点是所有设备都直接连在CPU总线上，在外设增多时CPU效率会显著下降，且ADC这样的外设由于没有缓存不支持DMA传输，CPU需要每隔一次采样时间就进行一次传输，效率极低。另一方面CN102628957A中主控站（根节点）需要使用多路以太网交换器，其交叉站上也必须加上CPU系统来运行TCP/IP协议，设备功耗大，结构复杂不利于野外施工。为了降低系统复杂度交叉站和主控站上的PHY可以不运行TCP/IP协议，仅仅使用其物理层，在物理层之上建立私有化的传输协议。在这种情形下PHY更是无法直接连接到CPU。为了解决这个问题在CPU与PHY之间需要使用一种桥接设备，这种桥接设备应汇总所有外设数据然后以统一的方式和CPU通信，需要注意的是这种桥接设备并非通用器件，是需要专门为地震仪主控站根据CPU型号以及外设类型来定制的。CN103631179B中提到了一种CPU与外设之间借助FPGA（现场可编程门阵列）或者是CPLD来进行通讯的方法，然而实际上在这里外设依然是直接连在CPU的数据总线上，FPGA仅仅从中起到了控制外设的片选等信号的作用，起到的也不是桥接作用，其效率较低，并且其对外设的类型有要求，必须都是使用相同协议的串行总线设备或者传统的并行数据总线设备。所以这种方法也无法解决我们的需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于地震仪主控站CPU与外设数据传输的桥接器，使得主控站的CPU仅需与桥接器连接，无需和各个外设和ADC芯片直接通信，CPU和外设之间通信频率大幅减少，系统执行效率得到很大提升。

本实用新型的技术方案为：

用于地震仪主控站CPU与外设数据传输的桥接器，包括有CPU接口模块、以太网接口模块、ADC接口模块、数据整合打包模块、命令解析模块和数据缓存器，所述的数据缓存器包括有外设数据缓存器、ADC数据缓存器和整合数据缓存器，外设设备通过以太网接口模块与外设数据缓存器连接，地震仪主控站的ADC芯片通过ADC接口模块与ADC数据缓存器连接，所述的外设数据缓存器、ADC数据缓存器均通过数据整合打包模块与整合数据缓存器连接，整合数据缓存器、命令解析模块均与CPU接口模块连接，整合数据缓存器用于将整合后的数据通过CPU接口模块发送给CPU，命令解析模块用于处理CPU发送给CPU接口模块的命令数据，并根据预先约定好的命令号和命令参数来控制ADC芯片以及外设设备的工作参数。

所述的外设设备为交叉站，每个地震仪主控站上连接有两个交叉站，两个交叉站均通过以太网接口模块与外设数据缓存器连接。

所述的数据整合打包模块为用于数据整合打包的单片机芯片。

所述的命令解析模块为用于对命令数据进行解析并控制ADC芯片以及外设设备工作参数的微控制芯片。