[发明专利]一种多主异步双工差分总线及通讯方法

权利要求书

1.一种多主异步双工差分总线，其特征在于：包括数据收发差分信号线BUS1和数据收发差分信号线BUS2两组信号线、多个主节点M、多个从节点S，所述各主、从节点的通信控制器分别与数据收发差分信号线BUS1和BUS2相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多主异步双工差分总线，其特征在于：所述主节点M的数量为1-32个之间，从节点S的数量为1-31之间。

3.根据权利要求1所述的一种多主异步双工差分总线，其特征在于：所述主节点通信控制器包括可编程逻辑器件FPGA和差分驱动芯片，所述主节点通信控制器用于实现9bit串口通信模式、主节点间令牌传递、主节点间数据通信和扫描从节点的周期和与主节点中的处理器数据交换。

4.根据权利要求1所述的一种多主异步双工差分总线，其特征在于：所述从节点通信控制器包括带9bit串口通信模式和16字节FIFO的微处理器和差分驱动芯片，从节点通信控制器用于接收并判别主节点发来的通信帧中为地址字节的信息是否与该从节点的地址匹配，并将预先准备好的数据帧通过数据收发差分信号线发送出去。

5.基于权利要求1的一种多主异步双工差分总线的通讯方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（1）各主节点间通过分析令牌，得到当前具有控制权的主节点M+和负责协调总线运行的主节点MM，各主节点M依次成为主节点M+；

步骤（2）当前具有控制权的主节点M+，扫描所有的从节点，并通过数据收发差分信号线BUS1或BUS2与待通信的从节点S发送一帧数据，接收到一帧数据的从节点S，延时一个字节后，通过数据收发差分信号线BUS2返回主节点M+预先准备的另一帧数据；

步骤（3）当前具有控制权的主节点M+将所有需要通信的从节点扫描一遍后，将令牌传给下一个主节点，下一个主节点成为具有控制权的主节点M+，重复步骤（1），依次循环。

6.根据权利要求5所述的一种多主异步双工差分总线的通讯方法，其特征在于：步骤（1）所述各主节点间通过分析令牌，得到当前具有控制权的主节点M+的分析方法为令牌地址越小优先权越高，结合无损冲突通信原则，自动选择当前处于控制权的主节点；若具有控制权的主节点M+出现故障，则自动重新选择，所述具有控制权的主节点M+设置各主节点依次扫描完从节点周期的时间间隔，所述时间间隔为动态修改设定，通过负责协调总线运行的主节点MM设置。

7.根据权利要求5所述的一种多主异步双工差分总线的通讯方法，其特征在于：所述步骤（1）和步骤（3）所述令牌设有三个字节，所述最高位字节的最高位用于判断是否令牌报文，其它各位为目的地址；所述次高位字节为源地址；所述最低位字节用于校验前两位字节。

8.根据权利要求5所述的一种多主异步双工差分总线的通讯方法，其特征在于：数据收发差分信号线BUS1和BUS2传输的帧数据，包括帧长度为LEN1的下行帧和帧长度为LEN2的上行帧两种类型，LEN1大于LEN2；所述下行帧为主节点发出的一帧数据，所述上行帧为从节点发出的另一帧数据。

9.根据权利要求5所述的一种多主异步双工差分总线的通讯方法，其特征在于：步骤（2）所述当前具有控制权的主节点M+，扫描所有的从节点时，对于从节点送往主节点M+的采集类上行数据，总线上只需要有一个主节点扫描到相应从节点；若主节点无下行数据要发送到该从节点，则可省去该次扫描，将令牌传给下一个主节点。

10.根据权利要求5或8所述的一种多主异步双工差分总线的通讯方法，其特征在于：所述帧数据包括目的地址、源地址、特殊标志位，数据段和校验码。