一种通信隔离系统及通信隔离的方法与流程

1.本技术涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种通信隔离系统及通信隔离的方法。


背景技术：

2.一些工业控制领域对于不同安全级别的仪控设备的安全性要求通常不同，例如在核电控制领域，对应用于核电安全级系统的仪控设备的安全性要求非常高。
3.在核电的仪控设备中，数据通信是其非常重要的一个环节，为了保证通信的可靠性和安全性，对于不同域的通信通常要求进行通信隔离，以保证不同域的通信故障不会相互影响。
4.现有技术中的通信隔离方式采用专用的dpram(dual-port ram，双口随机存取存储器)作为通信隔离器件，这种通信隔离方法由于依赖dpram器件，不仅集成度较低、可扩展性较差，而且存在dpram器件采购困难的问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本技术提供了一种通信隔离系统以及通信隔离的方法，以解决通信隔离系统依靠dpram实现导致的集成度低、可扩展性差以及dpram器件采购困难的问题。
6.为实现上述技术目的，本技术实施例提供了如下技术方案：
7.一种通信隔离系统，包括：可编程逻辑器件和m个控制设备；其中，
8.所述可编程逻辑器件包括存储模块和m个通信协议转换模块，m为大于或等于2的整数，所述m个通信协议转换模块与所述m个控制设备一一对应；
9.所述控制设备用于向与所述控制设备对应的通信协议转换模块传输控制指令，和用于接收所述通信协议转换模块传输的数据信息；
10.所述通信协议转换模块，用于将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块传输，以使所述存储模块根据所述预设通信协议格式的控制指令确定所述数据信息并将确定的所述数据信息传输给所述通信协议转换模块，和用于将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备对应的通信协议格式，并向所述控制设备传输。
11.可选的，所述通信协议转换模块具体用于将接收的控制指令转换为预设通信协议格式的控制信号和数据信号向所述存储模块传输，以使所述存储模块根据所述控制信号和数据信号确定所述数据信息并向所述通信协议转换模块传输，和用于将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备对应的通信协议格式，并向所述控制设备传输。
12.可选的，所述控制信号包括片选信息、读写控制信息以及地址信息；
13.所述数据信号包括写入的数据信息或读取的数据信息。
14.可选的，所述存储模块包括m组通信接口，所述m组通信接口与所述m个通信协议转换模块一一对应，每组所述通信接口包括控制信号接口和数据信号接口。
15.可选的，所述存储模块为随机存取存储模块。
16.可选的，所述控制设备包括中央处理器或微控制单元或控制器；
17.所述可编程逻辑器件包括现场可编程逻辑门阵列。
18.一种通信隔离的方法，基于可编程逻辑器件实现，所述可编程逻辑器件包括存储模块和m个通信协议转换模块，m为大于或等于2的整数，所述m个通信协议转换模块与m个控制设备一一对应，所述通信隔离的方法包括：
19.接收所述控制设备发送的控制指令；
20.将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块传输，以使所述存储模块根据所述预设通信协议格式的控制指令确定所述数据信息并将确定的所述数据信息传输给所述通信协议转换模块；
21.将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备对应的通信协议格式，并向所述控制设备传输。
22.可选的，所述将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块传输包括：
23.将接收的控制指令转换为预设通信协议格式的控制信号和数据信号向所述存储模块传输。
24.可选的，所述控制信号包括片选信息、读写控制信息以及地址信息；
25.所述数据信号包括写入的数据信息或读取的数据信息。
26.从上述技术方案可以看出，本技术实施例提供了一种通信隔离系统以及通信隔离的方法，其中，所述通信隔离系统基于可编程逻辑器件实现m个控制设备之间的通信隔离，具体地，所述可编程逻辑器件包括存储模块和m个通信协议转换模块，所述控制设备向与所述控制设备对应的通信协议转换模块传输控制指令后，所述通信协议转换模块将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块纯属，以使所述存储模块根据所述控制指令确定数据信息，然后通信协议转换模块将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备对应的通信协议格式，并向所述控制设备传输，实现基于不同通信协议的控制设备的通信隔离，所述通信隔离系统无需采用专用的dpram器件，无需为dpram器件配置专用的外围电路，避免了drpam器件采购困难的问题，同时提高了通信隔离系统的集成度。
27.并且可编程逻辑器件可根据不同应用场景扩展通信协议转换模块的数量，提高了通信隔离系统的可扩展性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为现有技术中的通信隔离系统的结构示意图；
30.图2为本技术的一个实施例提供的一种通信隔离系统的结构示意图；
31.图3为本技术的另一个实施例提供的一种通信隔离系统的结构示意图；
32.图4为本技术的又一个实施例提供的一种通信隔离系统的结构示意图；
33.图5为本技术的一个实施例提供的一种通信隔离的方法的流程示意图；
34.图6为本技术的另一个实施例提供的一种通信隔离的方法的流程示意图。
具体实施方式
35.正如背景技术中所述，现有技术中的通信隔离系统如图1所示，该通信隔离系统基于dpram20器件实现，dpram20是一种双口的ram(随机存储)器件，具有两个物理操作接口，可以使用两个cpu或者控制器10独立的对其进行读写操作。dpram20两侧的cpu或者控制器10各自把需要通信的数据写入dpram，双方都可以从dpram20中读取需要的数据，这样既达到了双方通信的目的，又因为通信双方不使用同一条数据线而可能互相影响，实现了通信双方的相互独立。
36.该通信隔离系统存在以下问题：
37.1、由于dpram器件比较陈旧，应用场合也相对较少，因此该项技术的发展也非常缓慢，相关的技术比较落后，并且由于应用场合较少，dpram器件也面临着采购不到的风险。
38.2、现有的dpram器件多使用了并行数据接口，因如果使用dpram实现通信隔离，必须把通信形式设计为并行接口。相对于高速串行接口，并行接口信号数量很大，通信速率也不高，需要相应的硬件资源也很大，造成通信系统占用的资源较大，也造成了很大的硬件资源浪费。
39.3、使用drpam方案技术移植代价较高，因为一旦dpram器件确定，相关的外围电路的软硬件设计必须满足dpram器件的要求，如果另外的设计复用此方案，必须相关的一大部分软硬件设计必须满足此方案要求。
40.4、单独的drpam的设计需要使用较多的硬件器件，不利于整个设计的集成度的提高。
41.有鉴于此，本技术实施例提供了一种通信隔离系统，包括：可编程逻辑器件和m个控制设备；其中，
42.所述可编程逻辑器件包括存储模块和m个通信协议转换模块，m为大于或等于2的整数，所述m个通信协议转换模块与所述m个控制设备一一对应；
43.所述控制设备用于向与所述控制设备对应的通信协议转换模块传输控制指令，和用于接收所述通信协议转换模块传输的数据信息；
44.所述通信协议转换模块，用于将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块传输，以使所述存储模块根据所述预设通信协议格式的控制指令确定所述数据信息并将确定的所述数据信息传输给所述通信协议转换模块，和用于将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备对应的通信协议格式，并向所述控制设备传输。
45.所述通信隔离系统基于可编程逻辑器件实现m个控制设备之间的通信隔离，具体地，所述可编程逻辑器件包括存储模块和m个通信协议转换模块，所述控制设备向与所述控制设备对应的通信协议转换模块传输控制指令后，所述通信协议转换模块将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块纯属，以使所述存储模块根据所述控制指令确定数据信息，然后通信协议转换模块将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备对应的通信协议格式，并向所述控制设备传输，实现基于不同通信协议的控制设备的通信隔离，所述通信隔离系统无需采用专用的dpram器件，无需为dpram器件配置专用的外围电路，避
免了drpam器件采购困难的问题，同时提高了通信隔离系统的集成度。
46.并且可编程逻辑器件可根据不同应用场景扩展通信协议转换模块的数量，提高了通信隔离系统的可扩展性。
47.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
48.本技术实施例提供了一种通信隔离系统，如图2所示，包括：可编程逻辑器件200和m个控制设备100；其中，
49.所述可编程逻辑器件200包括存储模块210和m个通信协议转换模块220，m为大于或等于2的整数，所述m个通信协议转换模块220与所述m个控制设备100一一对应；
50.所述控制设备100用于向与所述控制设备100对应的通信协议转换模块220传输控制指令，和用于接收所述通信协议转换模块220传输的数据信息；
51.所述通信协议转换模块220，用于将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块210传输，以使所述存储模块210根据所述预设通信协议格式的控制指令确定所述数据信息并将确定的所述数据信息传输给所述通信协议转换模块220，和用于将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备100对应的通信协议格式，并向所述控制设备100传输。
52.可选的，所述可编程逻辑器件200可以是现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)，也可以是复杂可编程逻辑器件200(complex programming logic device，cpld)，在本技术的一个优选实施例中，所述可编程逻辑器件200为现场可编程逻辑门阵列。
53.所述控制设备100包括中央处理器(centralprocessing unit，cpu)或微控制单元(microcontroller unit，mcu)或控制器。
54.对于所述控制设备100的数量，在图2中，所述控制设备100的数量为两个，当然地，在本技术的其他实施例中，当所述可编程逻辑器件200的资源允许的情况下，所述控制设备100的数量还可以为多个，例如为4个(如图3)、6个(如图4)等，本技术对此并不做限定，具体视实际情况而定。
55.在上述实施例的基础上，在本技术的一个实施例中，仍然参考图2-图4，所述通信协议转换模块220具体用于将接收的控制指令转换为预设通信协议格式的控制信号和数据信号向所述存储模块210传输，以使所述存储模块210根据所述控制信号和数据信号确定所述数据信息并向所述通信协议转换模块220传输，和用于将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备100对应的通信协议格式，并向所述控制设备100传输。
56.其中，可选的，所述控制信号包括片选信息、读写控制信息以及地址信息；
57.所述数据信号包括写入的数据信息或读取的数据信息。
58.所述片选信息用于确定数据信息在存储模块210中的具体地址空间，读写控制信息用于确定当前操作类型为读操作还是写操作，所述地址信息用于表征数据信息存储的具体地址信息。
59.相应的，仍然参考图2-4，所述存储模块210包括m组通信接口，所述m组通信接口与
所述m个通信协议转换模块220一一对应，每组所述通信接口包括控制信号接口和数据信号接口。
60.可选的，所述存储模块210为基于可编程逻辑器件200内部的存储空间实现的随机存取存储模块210。
61.下面对本技术实施例提供的通信隔离的方法进行描述，下文描述的通信隔离的方法可与上文描述的通信隔离系统相互对应参照。
62.相应的，本技术实施例还提供了一种通信隔离的方法，如图5所示，基于可编程逻辑器件实现，所述可编程逻辑器件包括存储模块和m个通信协议转换模块，m为大于或等于2的整数，所述m个通信协议转换模块与m个控制设备一一对应，所述通信隔离的方法包括：
63.s101：接收所述控制设备发送的控制指令；
64.s102：将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块传输，以使所述存储模块根据所述预设通信协议格式的控制指令确定所述数据信息并将确定的所述数据信息传输给所述通信协议转换模块；
65.s103：将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备对应的通信协议格式，并向所述控制设备传输。
66.可选的，如图6所示，所述将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块传输包括：
67.s1021：将接收的控制指令转换为预设通信协议格式的控制信号和数据信号向所述存储模块传输。
68.可选的，所述控制信号包括片选信息、读写控制信息以及地址信息；
69.所述数据信号包括写入的数据信息或读取的数据信息。
70.综上所述，本技术实施例提供了一种通信隔离系统以及通信隔离的方法，其中，所述通信隔离系统基于可编程逻辑器件实现m个控制设备之间的通信隔离，具体地，所述可编程逻辑器件包括存储模块和m个通信协议转换模块，所述控制设备向与所述控制设备对应的通信协议转换模块传输控制指令后，所述通信协议转换模块将接收的控制指令转换为预设通信协议格式并向所述存储模块纯属，以使所述存储模块根据所述控制指令确定数据信息，然后通信协议转换模块将确定的所述数据信息转换为与所述控制设备对应的通信协议格式，并向所述控制设备传输，实现基于不同通信协议的控制设备的通信隔离，所述通信隔离系统无需采用专用的dpram器件，无需为dpram器件配置专用的外围电路，避免了drpam器件采购困难的问题，同时提高了通信隔离系统的集成度。
71.并且可编程逻辑器件可根据不同应用场景扩展通信协议转换模块的数量，提高了通信隔离系统的可扩展性。
72.本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
73.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。