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高速串行同步通信的设计与实现


1.  应用背景


在电台、测控或数据采集系统中,前端设备需要把大流量数据高速传送给后端
设备做进一步的处理

由于并行通信系统复杂、信号线的数量多,为了提升整个系统的可靠性、降低成本,往往选择面向比特(bit)的高速串行通信进行数据传输。

 

2.  高速串行通信协议选择


2.1  物理层协议

高速串行通信的波特率往往高达8Mbps、甚至20Mbps,远远超出了RS-232接口的速率极限。

一般采用RS-422RS-485接口,基于差分信号传输高速串行数据。

2.2  链路层协议

2.3  HDLC/SDLC协议

高速串行通信常用的是高级数据链路控制(High-Level Data Link Control或简称HDLC)协议,它是由国际标准化组织(ISO)根据IBM公司的SDLCSynchronous Data Link Control)协议扩展开发而成的,是一个在同步传输数据、面向比特的数据链路层协议。

HDLC协议的优点如下:

●  HDLC定义了完善的成帧方案,从而方便应用层数据分包传输;

●  提供地址字段,支持点-点、点-多点通信

●  提供CRC校验

 

2.4  BIT流

 

有些应用仅需传输二进制数据流、不需要链路层协议,或者用户倾向于定制自己的专用链路层协议。在这些情况下,通信层面仅需要高速、可靠的传输二进制数据流即可,这种工作模式称为BIT流模式。

 

3.  高速同步串口的实现


与普通的计算机异步串口不同,高速同步串口是一个自定义的非通用接口。用户如果从底层自主开发,往往会遇到以下困难:

●  高速传输对硬件的设计有挑战

●  协议的开发、验证、产品化需要一个很长的周期

为了降低系统的研发投入、加快产品的上市速度,采用成熟的高速同步串口模块是一个比较好的选择。

亚册提供嵌入式、插卡式、外置式高速串口通信模块,提供高速串口与以太网、PCIE总线之间的转换。


 

4.  方案选型

型号

图片

描述

SDLC-HCM

高性能模块

 

●  410/100M以太网PHY

●  2 48路高速同异步串口,速率高达20 Mbps 支持同步HDLC/SDLC、异步UART、同步BIT流工作模式 支持全双工、半双工模式

●  +3.3 ~ 17V供电、工业级宽温

●  2.0毫米插针接口

SDLC-PCIE

高速同步

串口卡

●  4路高速同异步串口,高达20 Mbps

●  支持RS-232RS-422RS-485

●  支持同步HDLC、异步UARTBIT

●  PCI Express x1规格

●  驱动支持Windows/Linux/FreeBSD

●  智能处理,不占用主机资源

●  工业级宽温

 

SDLC-ETH

高速串口以太网转换器

●  110/100/1000M以太网口

●  4路同异步串口

●  支持RS-232RS-422RS-485

●  速率高达20 Mbps

●  支持同步HDLC/SDLC协议、异步UART

●  工业级宽温

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