多芯片数据传输方法、装置、终端及存储介质与流程

1.本发明涉及芯片通信领域，尤其涉及一种多芯片数据传输方法、装置、终端及存储介质。


背景技术：

2.现有电气控制系统大批量的使用机械性触点的继电器、接触器，每一个功能的实现需要多个继电器、接触器的配合，不仅对柜内空间结构带了很大的挑战，且机械性触点故障的不可预见性对屏柜的可靠性也带来了较大的挑战。智能电气控制系统采用新型电力电子开关技术设计的i/o模块替代现有的屏柜中的继电器、接触器，将大量减少柜内线缆数量与器件数量，缩短屏柜的设计与生产周期。其中交流接触器模块(act模块)需要采集多路50hz的交流电压电流数据，而当前对每路的ad(模拟信号)采集芯片都要单独进行配置、触发和读取的操作，数据采集周期时间长，要消耗200us左右的时间，而且ad数据读取任务需要给每个ad采集芯片留500us时间，不然会过分占用其他任务的时间而导致死机。对于50hz的交流电而言，一个工频周期20ms，所有ad采集芯片一轮采集需要耗时6ms，因此只能采集3到4个点，这样计算出来的电压电流误差会很大，而多周期错位计算在频率不稳定时也会算不准，通讯速率在不改硬件的情况下也无法提升。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供一种多芯片数据传输方法，应用于mcu芯片，该传输方法包括：
4.通过总线，将配置命令和触发命令同时广播给所有的模拟信号采集芯片，使得每个所述模拟信号采集芯片进行相应的配置和触发操作；
5.通过总线，根据预设的采集周期，依次读取所有的模拟信号采集芯片的模拟信号数据。
6.进一步的，所述配置命令包括用于确定所述模拟信号采集芯片的读取模式和需要读取的通道数量信息。
7.进一步的，所述触发命令包括用于触发所述模拟信号采集芯片的模拟信号转换的信息。
8.进一步的，所有配置命令包括：
9.采集各个所述模拟信号采集芯片6个通道的模拟信号数据，其中1个通道为温度数据，其余5个通道为50hz的交流电压电流数据。
10.进一步的，所述总线为spi总线；通过总线，根据预设的采集周期，依次采集所述模拟信号采集芯片的模拟信号数据包括：
11.通过所述spi总线，根据所述预设的采集周期，依次向所述模拟信号采集芯片发送读取命令，以使所述模拟信号采集芯片接收到所述读取命令后，将自身相应通道的模拟信号数据发送给所述mcu芯片。
12.进一步的，所述预设的采集周期的取值范围为3毫秒至6毫秒。
13.进一步的，所述多个模拟信号采集芯片的数量为12个。
14.进一步的，本技术实施例还提供一种多芯片数据传输装置，应用于mcu芯片，该装置包括：
15.广播模块，用于通过总线，将配置命令和触发命令同时广播给所有的模拟信号采集芯片，使得每个所述模拟信号采集芯片进行相应的配置和触发操作；
16.采集模块，用于通过总线，根据预设的采集周期，依次采集所述模拟信号采集芯片的模拟信号数据。
17.进一步的，本技术的实施例还提供一种终端，包括mcu芯片、多个模拟信号采集芯片和存储器，所述模拟信号采集芯片用于进行模拟信号采集，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述mcu芯片上运行时执行上述实施例中任一所述的多芯片数据传输方法。
18.进一步的，本技术的实施例还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行上述实施例中任一所述的多芯片数据传输方法。
19.本发明实施例公开了一种多芯片数据传输方法、装置、终端及存储介质，应用于mcu芯片获取多个模拟信号采集芯片的数据，该传输方法包括：通过总线，将配置命令和触发命令同时广播给所有的模拟信号采集芯片，使得每个所述模拟信号采集芯片进行相应的配置和触发操作；通过总线，根据预设的采集周期，依次读取所有的模拟信号采集芯片的模拟信号数据。通过广播的方式，同时对所有的模拟信号采集芯片进行配置和触发，减少了配置和触发的时间，使得每一次数据采集的周期变短，增加了最终采集到的数据的有效性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
21.图1示出了本技术一种多芯片数据传输方法流程示意图；
22.图2示出了本技术一种多芯片数据连接示意图；
23.图3示出了本技术一种多芯片数据传输方法时序图；
24.图4示出了现有的多芯片数据传输的时序图；
25.图5示出了本技术一种多芯片数据传输装置示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
29.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
31.本技术的技术方案应用于智能电气控制系统的交流接触器模块(act模块)中，该模块包括主控板和多个act板卡，每个act板卡上设置有一个采集ad数据的模拟信号采集芯片，主控板上设置有读取模拟信号采集芯片数据的mcu芯片，mcu芯片通过获取多个模拟信号采集芯片的数据，然后基于采集到的数据计算每个板卡电压、电流和温度数据，该数据用于状态监测、预警、数据储存记录等智能化的功能。为了保证读取到的数据的有效性，读取间隔和读取所占用的时间要尽可能的短，但是限制于芯片本身的功能参数以及设备安全的考虑，采样速率受到了很大限制。
32.接下来以具体实施例来解释本技术的技术方案。
33.实施例1
34.如图1所示，为本技术一种多芯片数据传输方法流程示意图，该方法包括：
35.步骤s100，通过总线，将配置命令和触发命令同时广播给所有的模拟信号采集芯片，使得每个所述模拟信号采集芯片进行相应的配置和触发操作。
36.模拟信号采集芯片会有多个，本实施例以12个模拟信号采集芯片为例，其连接方式如图2所示，一个mcu芯片通过spi总线与12个ad采集芯片(模拟信号采集芯片)连接，其中，mcu的型号可以是stm32f407，模拟信号采集芯片的型号可以是tlv2548。
37.针对每个模拟信号采集芯片进行模拟信号采集前，需要先对每个采集芯片进行配置，确定读取模式和需要读取的通道数量。以tlv2548芯片为例，该芯片采集6个通道的模拟信号数据其中一个通道为温度数据，其余五个通道为50hz的交流电压电流数据，因此对采样频率有较高要求。
38.为了保证所采集到的电压电流数据有效，采集速度要足够快，同时因为每个模拟信号采集芯片型号相同，所以其配置和触发命令也是完全一样的，因此可以通过广播的方式，由mcu通过总线，将配置和触发命令广播给每个芯片，以预先配置好各个芯片的读取模式和需要读取的通道数量。该总线可以是spi总线。
39.配置结束后，通过触发操作，对需要读取数据的通道触发ad转换，触发命令包括用于触发所述模拟信号采集芯片的模拟信号转换的信息，除此之外，还可以携带在这之后mcu和采集芯片之间进行数据采集时的协议信息，以确保采集芯片不会因为其他的命令而错发数据。这样使得每个被配置好的芯片所需要进行采样的通道都处于触发激活状态，接下来只需要由mcu发送读取命令，以完成后续的读取操作。
40.并且是通过广播的方式将配置命令和触发命令同时发送给所有的模拟信号采集芯片，因此相对于现有技术中的模拟信号采集方法而言，每个模拟信号采集芯片是同步执行了配置和触发的操作，大大节省了采样时间。
41.具体而言，mcu芯片位于主控板上，模拟信号采集芯片设置在act板上，以12个模拟信号采集芯片为例，则主控板会需要定期监控12个act板的工作状态，为此当需要采集数据时，由主控板上的mcu芯片通过spi总线向这12个act板发送广播包，该广播包用于配置模拟信号采集芯片并触发模拟信号采集芯片对需要读取数据的通道进行ad转换，使得在接下来真正开始采集数据前，所有的模拟信号采集芯片都做好了数据采集的准备。并且减少了接下来实际进行数据采集时所需要进行的操作步骤。
42.除了12个芯片外，根据实际的装置结构，所设置的采集芯片数量可以上下浮动，如6个、10个、14个和18个。则也会广播配置命令和触发命令到这些芯片上，使得这些采集芯片可以同时进行配置和触发，以节省接下来实际数据采集时的操作时间。
43.步骤s200，通过总线，根据预设的采集周期，依次读取所有的模拟信号采集芯片的模拟信号数据。
44.经过步骤s100的配置和触发后，mcu可以根据预设的采集周期，周期性的，依次读取所有模型信号采集芯片的模拟信号数据，可参考图3的时序图来理解。
45.以12个ad芯片(模拟信号采集芯片)为例，每个模拟信号采集芯片的配置和触发消耗200us左右的时间，而从mcu去读取每个模拟采集芯片的数据任务需要500us的时间，而配置和触发操作通过步骤s100的广播方式，使得所有的芯片并行处理完毕，节省了大量时间，因此接下来只需要进行12次的数据采集工作。
46.通过spi总线，mcu依次向各个模拟信号采集芯片发送读取命令，模拟信号采集芯片在接收到读取命令后，会根据读取命令，将当前采集的模拟信号数据返回给mcu，从时序图中可知，每个芯片在进行采样时，都只用进行读取信号的接收和模拟信号数据的反馈即可，减少了mcu实际进行数据采集时，针对每个芯片所需要进行的通信步骤和操作步骤，进而大大减小了时间。
47.具体而言，主控板在发送完广播包后，就可以依次的从各个act板中获取对应的电流电压以及温度数据，以实现对各个act板的监控，本实施例中以12个模拟信号采集芯片为例，则代表一个主控板至少需要监控12个act板，对于所有的模拟采集芯片来讲一轮的采集时间大约是3ms左右，在50hz交流电下，一个工频周期20ms，可以采集6到7个点，相较于原有方案大幅提升每个工频周期的采样点数，也就是说传输时延也会更短，保证了采集数据的实时性和精确度。
48.相对于图4中展现的现有的多芯片数据传输的时序图来讲，mcu在进行实际的数据采集时，不需要单个的向芯片发送配置和触发命令，减少了每次芯片读取时所需要的时间，通过减少了每次数据采集时所需的时间，将完成一轮采集所需的时间缩短了将近一倍，大大提高了对模拟信号采集的效率，进而提高了速度，使得通过本技术进行模拟信号数据采集后，得到更多的数据，进而使得计算得到的交流电压电流数据更为准确可靠。
49.实施例2
50.本技术实施例还提供一种多芯片数据传输装置，应用于mcu芯片，如图5所示该装置包括：
51.广播模块10，用于通过总线，将配置命令和触发命令同时广播给所有的模拟信号采集芯片，使得每个所述模拟信号采集芯片进行相应的配置和触发操作；
52.采集模块20，用于通过总线，根据预设的采集周期，依次采集所述模拟信号采集芯片的模拟信号数据。
53.进一步的，本技术的实施例还提供一种终端，包括mcu芯片、多个模拟信号采集芯片和存储器，所述模拟信号采集芯片用于进行模拟信号采集，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在所述mcu芯片上运行时执行上述实施例中任一所述的多芯片数据传输方法。
54.进一步的，本技术的实施例还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上运行时执行上述实施例中任一所述的多芯片数据传输方法。
55.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
56.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
57.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
58.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。