[发明专利]基于M‑LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议

摘要

本发明公开一种基于M‑LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，采用可变数据位宽设计，适用不同数据带宽需求的大数据量通信，采用冲突检测和无损仲裁竞争发言权，采用优先级轮转方法保证每个节点都能轮询发言，防止某个节点长时间占用总线，支持热插拔功能，任何一个节点异常退出都不会影响总线上其它节点的正常通信，稳定性和可靠性高。另外总线物理层采用M‑LVDS差分信号，它具有高等级的ESD防护，通过摆率控制来减少反射和EMI，提高信号完整性，从而大大提高系统稳定性。用于实现工业控制、继电保护及安全自动装置内部多个模件之间的高速对等数据交互，满足智能电网对保护控制系统高实时性、高可靠性、灵活可扩展的性能要求。

主权项

一种基于M‑LVDS的装置背板高速总线链路层通信协议，其特征在于，基于M‑LVDS的装置背板高速总线采用支持M‑LVDS电平标准的接口芯片差分信号搭建总线外围硬件回路，所述接口芯片的单端输入和单端输出连接FPGA，由FPGA实现总线链路层通信协议控制；所述装置背板高速总线采用可变数据位宽控制，实现通信带宽配置；所述装置背板高速总线链路层通信协议包括异步仲裁段和同步数据段，所述异步仲裁段包括总线空闲域、帧起始域和仲裁域；所述总线空闲域通过隐性位检测，判断装置背板高速总线是否处于空闲状态，用于竞争总线发言权的冲突检测；所述帧起始域为仲裁域的起始标志位；所述仲裁域用于多主对等方式的冲突检测和无损仲裁竞争总线发言权，当输出隐性位而收回显性位时，仲裁失利，丧失总线发言权，节点转为总线侦听接收状态；反之，在整个仲裁域内均未失利，赢得总线发言权，节点继续向数据线上输出同步数据信息，直到完成同步数据输出再释放总线发言权；同步数据段为链路层通信协议传输的有效数据域；所述装置背板高速总线采用冲突检测和无损仲裁竞争发言权，仲裁域采用优先级轮转方法保证每个节点都能轮询发言。