[发明专利]一种基于可编程逻辑器件的单板监控管理系统

说明书

本发明公开了一种基于可编程逻辑器件的单板监控管理系统，包括可编程逻辑器件、电源管理模块、硬件系统初始化模块、器件状态管理模块以及上位机通信模块；电源管理模块包括模数转换器模块，用户Flash内存模块以及电源上电使能模块；硬件系统初始化模块包括低速接口模块、器件复位控制模块以及看门狗模块；器件状态管理模块包括器件报错及中断检测模块以及用于保存系统状态的本地寄存器；上位机通信模块包括SPI Slaver模块、UART Slaver模块以及系统主控制器之间的通信IO模块。本发明能完成各种实时性要求高的任务，根据特定的系统要求模拟出各种通信接口和功能模块，辅助CPU完成各式各样的功能，释放了CPU的处理能力，增强了系统的通用性和鲁棒性。

技术领域

本发明公开了一种基于可编程逻辑器件的单板监控管理系统，涉及电子产品系统设计领域技术领域。

背景技术

工业级系统对产品的稳定性要求非常的高，需要对产品各种状态进行实时性很高的监测和控制，比如单板功耗、温度以及芯片运行状态等等。一般系统会使用单片机或者其他类似的简单CPU进行监控，因为单片机设计难度低，功能全面，且成本低，应用非常广泛。但是对于一些实时性要求非常高的任务，单片机无法满足系统要求。

比如系统要求对单板上多路电源、多个温度点以及多个器件状态进行实时监控，单片机的实现方案只能为轮询和中断两种方式，若是采用轮询方式，则单片机无法处理其他任务，资源被占用，且当轮询任务多时，实时性要求就很难被满足。若是采用中断方式，中断中执行的任务多时，会影响主程序运行，且需要仔细设计中断嵌套，防止被更高优先级中断打断。不仅如此，在工业级别系统中，还需要额外的设计来保证单片机芯片的稳定，防止单片机代码的跑飞。

另外，单片机等系统的接口类型、接口数量以及内置功能均固定，根据不同的系统需求，需要选型特定的单片机型号，有时会因为单片机本身的限制，导致系统设计的功能难于实现，做出妥协。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种基于可编程逻辑器件的单板监控管理系统，克服现有技术中指令顺序执行导致实时性差以及接口功能固定导致灵活性差的缺点，利用了逻辑器件并行执行的工作方式以及可编程性的高灵活性，提供了一种高性能和高灵活度的单板监控管理装置和系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于可编程逻辑器件的单板监控管理系统，包括可编程逻辑器件，还包括电源管理模块、硬件系统初始化模块、器件状态管理模块以及上位机通信模块，其中，所述电源管理模块包括模数转换器模块，用户Flash内存模块以及电源上电使能模块，电源管理模块实现电源的上电初始化控制，电源电压、电流监控以及对异常电压进行记录；所述硬件系统初始化模块包括低速接口模块、器件复位控制模块以及看门狗模块；所述器件状态管理模块包括器件报错及中断检测模块以及用于保存系统状态的本地寄存器，所述报错及中断检测模块用于实时检测外围器件的异常报警状态，并将所有异常汇总至本地寄存器中；当某个异常出现时，器件状态管理模块会通过中断上报至主CPU芯片，再由主CPU芯片获取本地寄存器的状态，从而得知异常点；所述上位机通信模块包括SPI Slaver模块、UARTSlaver模块以及系统主控制器之间的通信IO模块，所述SPI Slaver模块用于在正常工作模式下与系统上的主控制芯片通信，所述UART Slaver模块用于在调试模式下与个人电脑中的上位机通信。

作为本申请的进一步优选方案，所述电源上电使能模块通过控制逻辑器件的管脚高低电平的时序，间接控制电源模块的上电时序；可编程逻辑器件内部对每一路监控的电源设置阈值，当采样的数据超过阈值，数据将会被记录到器件内部FLASH中，用于后续故障定位。

作为本申请的进一步优选方案，所述低速接口模块为IIC Master模块和SPIMaster模块，或者是以太网管理接口MDIO，又或者瑟吉欧音频接口IIS。