[发明专利]一种基于ARM的数据采集网络上传装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体的说是一种效率高、成本低的基于ARM的数据采集 网络上传装置及方法。

背景技术

目前的数据采集网络上传装置大多是仅仅采用带千兆MAC的FPGA通过外部PHY芯 片实现的。但是FPGA实现的千兆网具有对本身的资源消耗大，开发难度大，开发成本高，周 期长等缺点。而且FPGA实现千兆网络还需要软核支持，然而软核的价格又比较昂贵，限制了 其发展。

随着ARM的快速发展，其芯片本身越来越多的支持或者内嵌了千兆MAC，并且芯片 价格也在不断的下降。而基于ARM实现的此装置能非常好的解决以上缺点。FPGA仅实现数据 的快速采集和传递功能，ARM实现数据的打包和上传。各自只做最擅长的工作。提高的系统 的效率，降低了开发周期和开发难度。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种效率高、成本低的基于ARM 的数据采集网络上传装置及方法。

本发明可以通过以下措施达到：

一种基于ARM的数据采集网络上传装置，其特征在于设有用于进行数据采集和处理的 FPGA模块；用于接收FPGA模块输出的数据并按照UDP协议进行打包上传的ARM模块；用于接 收ARM模块上传数据的PHY模块；与PHY模块相连接的RJ45接口模块。

本发明所述FPGA模块采用ALTERACycloneV系列，负责数据采集和处理，并传给 ARM模块。

本发明所述ARM模块采用ATMELSAMA5系列。负责接收FPGA上传的数据，并按照UDP 协议进行打包传送。

本发明所述PHY模块采用Micrelksz9031系列。负责实现网络传输的物理层功 能。

本发明所述RJ45接口可以将数据上传至上位机或路由器，由上位机来和ARM通信， 并负责接收ARM上传的数据，并显示数据波形。

本发明还提出了一种基于ARM的数据采集网络上传方法，其特征在于包括以下步 骤：

步骤1：FPGA模块从数据源（PIN管）获取原始数据，将数据处理后的结果发送给ARM；

步骤2：FPGA模块将获取的数据传递给ARM模块，其中通过硬件电路上复用多个数据输 入输出端口（IO端口），同时在软件上通过算法对同一时刻到来的端口上的数据位进行合 并，并解析出具体数据，来实现FPGA模块与ARM模块之间单次传递数据位宽的提高；

步骤3：ARM模块对接收数据进行重组、重新分包后上传至上位机或路由器，通过上位机 完成对数据的显示输出。

本发明在FPGA模块与ARM模块的交互过程中，提高了FPGA与ARM之间单次传递数据 的位宽，使数据传递速率提升了数十倍；ARM模块通过对接收数据进行重组、重新分包，提升 了单位时间的发包数。大大提高了网络带宽的利用率。进而提升网络上传速率；通过以上两 部分的配合，层层提高速度，使该装置的整体数据交互效率有了很大的提升；与现有技术相 比，基于ARM实现了千兆位以太网，同时还具有成本低廉，安全可靠等特点，适合多领域大量 数据的数据采集和上传应用。

附图说明：

附图1是本发明的结构框图。

附图标记：数据库1、FPGA模块2、ARM模块3、PHY模块4、RJ45接口模块5、上位机或路 由器6。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明提出了一种基于ARM的数据采集网络上传装置，其特征在于设有用于进行 数据采集和处理的FPGA模块2；用于接收FPGA模块2输出的数据并按照UDP协议进行打包上 传的ARM模块3；用于接收ARM模块3上传数据的PHY模块4；与PHY模块4相连接的RJ45接口模 块5。

本发明所述FPGA模块2采用ALTERACycloneV系列，负责数据采集和处理，并传 给ARM模块3。

本发明所述ARM模块3采用ATMELSAMA5系列，负责接收FPGA模块上传的数据，并按 照UDP协议进行打包传送。

本发明所述PHY模块4采用Micrelksz9031系列，负责实现网络传输的物理层功 能。

本发明所述RJ45接口可以将数据上传至上位机或路由器，由上位机来和ARM通信， 并负责接收ARM上传的数据，并显示数据波形。