[发明专利]一种基于TCP/IP的嵌入式高速实时数据并发系统

摘要

本发明涉及一种基于TCP/IP的嵌入式高速实时数据并发系统，针对当前转发系统存在的对多通道多帧频数据采集处理和多客户端同时操控的需求未有效实现的问题，提出并实现多数据源不同帧频数据的同步缓存、控制器统一并发，有效地解决当前转发系统点对点模式无法实现多远程客户端同时操控的问题。除此之外，该发明通过硬件缓存和软件有限个数线程处理，降低了系统资源消耗，并且提高系统的实时性，更适用于工程化应用。

主权项

一种基于TCP/IP的嵌入式高速实时数据并发系统，包括FPGA数据采集模块(1)、并发控制器模块(2)、网络模块(3)、远程客户端模块(4)，其特征在于：FPGA数据采集模块(1)采集外部各通道数据，外部多通道数据为不同帧频，通过硬件缓存为同一帧频，然后以该帧频的频率中断触发并发控制器模块(2)进行数据读取，并发控制器(2)完成对数据的采集处理后提取出各通道数据中最新的数据包按照一定的格式封装成一帧数据，并发控制器(2)设计为多线程工作，其中等待客户端连接、发送数据、接收命令都为单独的线程，并发控制器对数据和命令各自开放一个端口，不重用，保证其各自工作的独立性；最后通过网络模块(3)把数据并发到已经连接到并发控制器模块(2)上的远程客户端模块(4)；同时，并发控制器模块(2)接收到远程客户端模块(4)返回的命令时，立刻读取处理，并把处理结果写入FPGA数据采集模块(1)，FPGA数据采集模块(1)通过总线的形式把命令广播出去，以实现实时操控；并发控制器模块(2)中并发应用程序三个任务子线程分别为：TCP连接线程、写内核线程、读内核线程，其中TCP连接线程负责接收客户端发起的连接，程序开启两个端口等待客户端连接，分别为数据和命令，当远程客户端的数据命令两个端口都连接上后，TCP连接线程向系统连接参数表进行注册，并对该客户端的连接状态修改为连接成功状态；写内核线程负责接收远程客户端返回的命令，其根据远程客户端连接状态进行命令接收，只有该客户端的连接状态为连接成功状态时才会接收该客户端返回的命令；读内核线程主要负责读取在中断响应中从FPGA数据采集模块获取新到的数据，然后进行各通道数据的抽帧封包，准备好即将向各客户端发送的数据包，当准备完成时即置位准备完成标志量。