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CN201310313491.0
2013.07.24
CN103345909A
2013.10.09
授权
有权
||||||
2016.02.24|||2013.11.06|||2013.10.09
授权|||实质审查的生效|||公开
本发明公开了一种列车显示屏的通信控制方法及装置,所述列车显示屏包括PowerPC处理器、现场可编程门阵列FPGA和外接设备,所述方法包括:所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的配置参数,所述配置参数与所述外接设备相对应;所述FPGA根据所述配置参数确定待控制外接设备,并监控所述待控制外接设备工作。这样,就提高了应用本发明方案的列车显示屏性能的稳定性和可靠性。
权利要求书1. 一种列车显示屏的通信控制方法,其特征在于,所述列车显示屏包括PowerPC处理器、现场可编程门阵列FPGA和外接设备,所述方法包括:所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的配置参数,所述配置参数与所述外接设备相对应;所述FPGA根据所述配置参数确定待控制外接设备,并监控所述待控制外接设备工作。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述配置参数为液晶屏类型、尺寸和工作时钟,则所述待控制外接设备为液晶屏,所述监控所述待控制外接设备工作,包括:所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的显示数据,并将所述显示数据缓存至静态随机存储器;所述FPGA从所述静态随机存储器中读取所述显示数据,并按照所述配置参数的要求将所述显示数据发送至所述液晶屏显示。3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述配置参数为背光类型,则所述待控制外接设备为液晶屏背光设备,所述监控所述待控制外接设备工作,包括:所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的背光指令,并根据所述背光指令控制所述液晶屏背光设备的开启状态和/或开启亮度。4. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述配置参数为声音类型,则所述待控制外接设备为蜂鸣器,所述监控所述待控制外接设备工作,包括:所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的声音指令,并根据所述声音指令控制所述蜂鸣器按照所述配置参数的要求发声。5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述配置参数为键盘类型,则所述待控制外接设备为键盘,所述监控所述待控制外接设备工作,包括:所述FPGA扫描所述键盘的按键,并在判定有按键被按下时,根据所述键盘类型记录所述按键对应的键值,以供所述PowerPC处理器读取所述键值。6. 一种列车显示屏的通信控制装置,其特征在于,所述装置包括:接收单元,用于接收PowerPC处理器发送的配置参数,所述配置参数与外接设备相对应;确定单元,用于根据所述配置参数确定待控制外接设备;监控单元,用于监控所述待控制外接设备工作。7. 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,如果所述配置参数为液晶屏类型、尺寸和工作时钟,则所述待控制外接设备为液晶屏,所述监控单元包括:数据接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的显示数据,并将所述显示数据缓存至静态随机存储器;数据发送单元,用于从所述静态随机存储器中读取所述显示数据,并按照所述配置参数的要求将所述显示数据发送至所述液晶屏显示。8. 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,如果所述配置参数为背光类型,则所述待控制外接设备为液晶屏背光设备,所述监控单元包括:背光指令接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的背光指令;背光控制单元,用于根据所述背光指令控制所述液晶屏背光设备的开启状态和/或开启亮度。9. 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,如果所述配置参数为声音类型,则所述待控制外接设备为蜂鸣器,所述监控单元包括:声音指令接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的声音指令;发声控制单元,用于根据所述声音指令控制所述蜂鸣器按照所述配置参数的要求发声。10. 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,如果所述配置参数为键盘类型,则所述待控制外接设备为键盘,所述监控单元包括:扫描单元,用于扫描所述键盘的按键;记录单元,用于在所述扫描单元判定有按键被按下时,根据所述键盘类型 记录所述按键对应的键值,以供所述PowerPC处理器读取所述键值。
说明书一种列车显示屏的通信控制方法及装置 技术领域 本发明涉及控制领域,特别涉及一种列车显示屏的通信控制方法及装置。 背景技术 ARM(Advanced RISC Machines)处理器具有体积小、低功耗、低成本、高性能等优点,目前,国内的列车显示屏多采用ARM处理器实现,相应地,显示屏的每个外设都要通过各自的控制芯片控制实现其功能。如,参见图1所示结构,要通过显卡芯片控制LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)显示、通过键盘芯片控制按键、通过蜂鸣器芯片控制蜂鸣报警等等。 但是,因ARM处理器的更新速度较快,使其无法保证列车显示屏的长期稳定运行,不再符合轨道交通行业长期稳定的要求。另外,随着计算机技术的不断发展,控制芯片的更新换代也变的较为频繁,如某个或某些外设对应的控制芯片改版之后,显示屏也应相应的进行改版,以与改版后的控制芯片相适应,如此就会影响显示屏的稳定性。而众所周知的,显示屏作为列车的重要部件,其承担着实时监测列车状态,帮助司机了解列车运行情况的重要作用,如果显示屏性能的稳定性和可靠性不高的话,将严重影响列车的正常行车,甚至会导致机破(机破属于铁路上的技术名称,是指机车在出库后的运行过程中发生机械或电气故障而被迫停车的一种非人为的事故)。 发明内容 本发明实施例提供一种列车显示屏的通信控制方法及装置,以提高显示屏性能的稳定性和可靠性。 为此,本发明提供如下技术方案: 本发明实施例的列车显示屏的通信控制方法,包括: 所述列车显示屏包括PowerPC处理器、现场可编程门阵列FPGA和外接设备,所述方法包括: 所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的配置参数,所述配置参数与所 述外接设备相对应; 所述FPGA根据所述配置参数确定待控制外接设备,并监控所述待控制外接设备工作。 优选的,如果所述配置参数为液晶屏类型、尺寸和工作时钟,则所述待控制外接设备为液晶屏, 所述监控所述待控制外接设备工作,包括: 所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的显示数据,并将所述显示数据缓存至静态随机存储器; 所述FPGA从所述静态随机存储器中读取所述显示数据,并按照所述配置参数的要求将所述显示数据发送至所述液晶屏显示。 优选的,如果所述配置参数为背光类型,则所述待控制外接设备为液晶屏背光设备, 所述监控所述待控制外接设备工作,包括: 所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的背光指令,并根据所述背光指令控制所述液晶屏背光设备的开启状态和/或开启亮度。 优选的,如果所述配置参数为声音类型,则所述待控制外接设备为蜂鸣器, 所述监控所述待控制外接设备工作,包括: 所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的声音指令,并根据所述声音指令控制所述蜂鸣器按照所述配置参数的要求发声。 优选的,如果所述配置参数为键盘类型,则所述待控制外接设备为键盘, 所述监控所述待控制外接设备工作,包括: 所述FPGA扫描所述键盘的按键,并在判定有按键被按下时,根据所述键盘类型记录所述按键对应的键值,以供所述PowerPC处理器读取所述键值。 一种列车显示屏的通信控制装置,所述装置包括: 接收单元,用于接收PowerPC处理器发送的配置参数,所述配置参数与外接设备相对应; 确定单元,用于根据所述配置参数确定待控制外接设备; 监控单元,用于监控所述待控制外接设备工作。 优选的,如果所述配置参数为液晶屏类型、尺寸和工作时钟,则所述待控 制外接设备为液晶屏, 所述监控单元包括: 数据接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的显示数据,并将所述显示数据缓存至静态随机存储器; 数据发送单元,用于从所述静态随机存储器中读取所述显示数据,并按照所述配置参数的要求将所述显示数据发送至所述液晶屏显示。 优选的,如果所述配置参数为背光类型,则所述待控制外接设备为液晶屏背光设备, 所述监控单元包括: 背光指令接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的背光指令; 背光控制单元,用于根据所述背光指令控制所述液晶屏背光设备的开启状态和/或开启亮度。 优选的,如果所述配置参数为声音类型,则所述待控制外接设备为蜂鸣器, 所述监控单元包括: 声音指令接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的声音指令; 发声控制单元,用于根据所述声音指令控制所述蜂鸣器按照所述配置参数的要求发声。 优选的,如果所述配置参数为键盘类型,则所述待控制外接设备为键盘, 所述监控单元包括: 扫描单元,用于扫描所述键盘的按键; 记录单元,用于在所述扫描单元判定有按键被按下时,根据所述键盘类型记录所述按键对应的键值,以供所述PowerPC处理器读取所述键值。 本发明的列车显示屏的通信控制方法及装置公开了以下技术效果: 本发明的列车显示屏采用更符合车辆车载运行环境的PowerPC处理器以及可替代原外围诸多控制芯片功能的FPGA相结合的方式实现,提高了应用本发明方案的列车显示屏性能的稳定性和可靠性。 附图说明 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述 中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1是现有技术中列车显示屏的构架示意图; 图2是本发明列车显示屏的构架示意图; 图3是本发明列车显示屏的通信控制方法的流程图; 图4是本发明中FPGA监控液晶屏工作的流程图; 图5是本发明中FPGA监控液晶屏背光设备工作的流程图; 图6是本发明中FPGA监控蜂鸣器工作的流程图; 图7是本发明中FPGA监控键盘工作的流程图; 图8是本发明列车显示屏的通信控制装置。 具体实施方式 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。 本发明的列车显示屏的通信控制方法及装置,通过PowerPC处理器与FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)相结合的构架,取代了现有技术中ARM处理器与多个外设控制芯片相结合的构架,利用FPGA实现各个控制芯片的功能,以此克服现有技术因控制芯片更新换代快,导致的显示屏性能不稳定的缺陷。 在介绍本发明的通信控制方法之前,先对本发明提供的PowerPC与FPGA相结合的构架进行简单介绍。 PowerPC处理器(如Freescale设计生产的PowerPC MPC5200)具有高集成度、低成本、接口丰富、支持多种操作系统等特点,同时其具有的低能耗、低散热量、适用于高温度级别环境等特点使其尤其符合轨道交通领域列车车辆车载运行环境。而FPGA作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路,可以取代并实现外围控制芯片的功能,因此,本发明提出一种基于PowerPC+FPGA构架的显示屏的通信方案,具体可参见图2所示结构图。需要说明的是,在上电过程中,FPGA的配置过程可能会对PowerPC的配置过程存在一定的影响,使PowerPC的部分电路频率受到影响,为此应注意二者在上电 配置过程中的绝对适应,如为了配合PowerPC的上电过程,我们可以固定FPGA外围引脚均为上拉状态。 下面对本发明的通信控制过程进行解释说明。 参见图3,示出了本发明列车显示屏的通信控制方法的流程图,其中,所述列车显示屏包括PowerPC处理器、现场可编程门阵列FPGA和外接设备(如液晶屏LCD、液晶屏背光设备、键盘、蜂鸣器等),所述方法可包括如下步骤: 步骤101,所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的配置参数,所述配置参数与所述外接设备相对应。 步骤102,所述FPGA根据所述配置参数确定待控制外接设备,并监控所述待控制外接设备工作。 PowerPC为了控制外接设备执行某些动作或者为了响应外接设备的某些操作动作,均需先对FPGA进行初始配置,即向FPGA发送配置参数。这样,FPGA即可根据其接收到的配置参数确定以下两方面信息: 一是,使FPGA明确其当前要监控哪个或哪些外接设备的工作,也即FPGA要代替实现哪个或哪些控制芯片的功能。 二是,使FPGA明确其当前监控的外接设备的类型,以便对外接设备的工作进行针对性的监控。对此将在下文中详细说明,此处暂不详述。 在确定出上述两方面信息之后,FPGA也就知晓了其当前需要监控的外接设备是谁,就可在PowerPC的控制下使该待控制外接设备执行某些动作,或者获得该待控制外接设备的某些操作数据反馈给PowerPC。针对不同的外接设备,FPGA的监控过程有所不同,下面对一些主要的外接设备的监控过程进行介绍说明,当然,列车显示屏中的外接设备并不仅限于下述示例。 外接设备为液晶屏 针对PowerPC控制液晶屏进行显示的情况而言,PowerPC在进行初始配置时发送给FPGA的配置参数可包括液晶屏类型和尺寸,这样,FPGA首先可以通过该配置参数明确其要监控的对象是液晶屏,其次还可通过该配置参数明确被监控的液晶屏的规格,以便FPGA后续可以根据这种规格的液晶屏的要求有序的向其发送显示数据。 具体地,参见图4,示出了FPGA监控液晶屏工作的流程图,可包括: 步骤201,所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的显示数据,并将所述显示数据缓存至静态随机存储器SRAM; 步骤202,所述FPGA从所述静态随机存储器中读取所述显示数据,并按照所述配置参数的要求将所述显示数据发送至所述液晶屏显示。 对于显示数据来说,其数据量较大,在FPGA接收到PowerPC发送的显示数据之后,可先将其缓存到SRAM中,然后FPGA再按照液晶屏的配置要求,从SRAM中读取显示数据发送给液晶屏,供液晶屏显示。 作为本发明将显示数据缓存至SRAM中的一种实现方式,可体现为:在判定FPGA的时钟信号CLK为高电平时,将PowerPC的地址赋值给SRAM(即将add_cpu赋给add_ram);相应地,FPGA从SRAM中读取显示数据的实现过程可以体现为:在判定FPGA的时钟信号CLK为高电平时,将FPGA的地址赋值给SRAM(即将fpga_cpu赋给add_ram)。当然,还可采用其它方式完成上述FPGA缓存显示数据以及读取显示数据的过程,本发明对此可不做限定。 优选的,PowerPC发送给FPGA的配置参数中还可包括时钟参数、显示颜色深度等信息,其中,时钟参数主要用于控制液晶屏的闪屏效果,颜色深度主要用户控制液晶屏显示的色彩效果,这样,FPGA就可以正确的时序将显示数据发送给液晶屏,本发明对此不再进行详述。 需要说明的是,初始配置的目的是为了使FPGA知晓其要监控的外接设备的规格,使FPGA确定出对外接设备的正确监控方式,因此,在外接设备不发生变化的情况下,PowerPC无需在每次通信过程中都对FPGA进行初始配置,也就是说,PowerPC对FPGA的初始配置过程可体现为:在外接设备发生变化之后进行,或者为了保证准确性,也可在系统每次重启之后进行,本发明对此可不做限定。 外接设备为液晶屏背光设备 针对PowerPC控制液晶屏背光设备进行背光的情况而言,PowerPC在进行初始配置时发送给FPGA的配置参数包括背光类型,同样地,FPGA既可根据该配置参数明确其当前监控的对象是背光设备,还可明确背光设备的背光源类型,如CCFL背光源(Cold Cathode Fluorescent Lamp,冷阴极萤光灯管)、 或者LED背光源(Light Emitting Diode,发光二极管)等。这样,FPGA就按照不同背光源的要求控制背光设备开通/关断背光,或者调节背光亮度。 具体地,可参见图5,示出了FPGA监控液晶屏背光设备工作的流程图,可包括: 步骤301,所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的背光指令; 步骤302,根据所述背光指令控制所述液晶屏背光设备的开启状态和/或开启亮度。 根据实际的控制需求,可通过背光指令控制背光设备开通或者关断,对应于此,背光指令中应包含控制背光设备开通或者关断的开启状态信息;或者,还可通过背光指令调节背光设备的亮度,此时背光指令中应包含调节设备亮度的信息;或者,在控制背光设备开通的同时,还要将亮度调节到某个值,对应的背光指令中就应该包含控制背光设备开通的开启状态信息以及亮度调节信息。 外接设备是蜂鸣器 针对PowerPC控制蜂鸣器进行发声的情况而言,PowerPC在进行初始配置时发送给FPGA的配置参数包括声音类型,同样地,FPGA既可根据该配置参数明确其当前监控的对象是蜂鸣器,还可明确蜂鸣器的发声类型,如音长较短的按键提示音、或者音长较长的报警音等,这样FPGA就可按照不同发音类型控制蜂鸣器进行发声。 具体地,可参见图6,示出了FPGA监控蜂鸣器工作的流程图,可包括: 步骤401,所述FPGA接收所述PowerPC处理器发送的声音指令; 步骤402,根据所述声音指令控制所述蜂鸣器按照所述配置参数的要求发声。 在检测到外部操作时,如列车员按下了键盘中的按键或者对液晶屏(具体指触摸式液晶屏)进行了触控操作,PowerPC就会控制蜂鸣器发出相应的操作提示音,此时PowerPC发送给FPGA的声音指令中就应包含控制蜂鸣器开通的开启发声信息,FPGA就可按照配置参数的要求控制蜂鸣器进行短时发声。 在检测到列车运行过程中出现过温(需要向列车员报警的一种情况)时,PowerPC会控制蜂鸣器发出相应的报警音,这样FPGA在接收到PowerPC发送 的声音指令后,就可按照配置参数的要求控制蜂鸣器进行长时发声。 需要说明的是,对于报警音来说,其可提前预设一定的响音时长,超时后自动停止发声;也可在列车员发现报警后直接手动控制蜂鸣器停止发声;或者在PowerPC检测到列车员的操作后,向FPGA发送一条控制蜂鸣器停止发声的声音指令。对此本发明可不做限定。 外接设备是键盘 上文中介绍了一些PowerPC通过FPGA控制外接设备执行操作动作的过程,下面再对PowerPC响应外接设备操作动作的过程进行解释说明。 针对PowerPC响应列车员对键盘操作的情况而言,PowerPC在进行初始配置时发送给FPGA的配置参数包括键盘类型,这样,FPGA既可根据该配置参数明确其当前监控的对象是键盘,又可明确键盘的规格,如3*8(指键盘的规格为3行8列)、或者4*8、6*8等,这样FPGA就可根据键盘规格监控外界操作了键盘的哪个按键。 具体地,可参见图7,示出了FPGA监控键盘工作的流程图,可包括: 步骤501,所述FPGA扫描所述键盘的按键; 步骤502,在判定有按键被按下时,根据所述键盘类型记录所述按键对应的键值,以供所述PowerPC处理器读取所述键值。 FPGA会不断的轮询当前是否有按键被按下,如果有的话,就记录下该案件对应的键值,如第1行第5列对应的按键被按下,FPGA就可将其对应的键值保存在内部寄存器中,并在该按键被松开后,触发键盘中断,通知PowerPC来寄存器中读取该键值,进而使PowerPC做出用户按下该按键希望得到的响应。 如上述提及的控制蜂鸣器停止发声的示例,列车员收听到报警音后按下了停止发声的按键(列车员希望得到的响应就是蜂鸣器停止发声),此时FPGA在轮询过程中就会将该按键对应的键值保存在寄存器中,相应地,PowerPC读取到该键值,并根据键盘规格明确了该键值代表的含义后,向FPGA发送包含控制蜂鸣器停止发声的声音指令,这样FPGA就可以控制蜂鸣器停止发出报警音。 相应地,本发明还提供一种列车显示屏的通信控制装置。参见图8,示出了通信控制装置的示意图,所述装置包括: 接收单元601,用于接收PowerPC处理器发送的配置参数,所述配置参数与外接设备相对应; 确定单元602,用于根据所述配置参数确定待控制外接设备; 监控单元603,用于监控所述待控制外接设备工作。 针对不同的外接设备,监控单元的构成有所不同,下面针对一些主要的外接设备进行简单介绍。 如果所述配置参数为液晶屏类型和尺寸,则所述待控制外接设备为液晶屏, 所述监控单元包括: 数据接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的显示数据,并将所述显示数据缓存至静态随机存储器; 数据发送单元,用于从所述静态随机存储器中读取所述显示数据,并按照所述配置参数的要求将所述显示数据发送至所述液晶屏显示。 如果所述配置参数为背光类型,则所述待控制外接设备为液晶屏背光设备, 所述监控单元包括: 背光指令接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的背光指令; 背光控制单元,用于根据所述背光指令控制所述液晶屏背光设备的开启状态和/或开启亮度。 如果所述配置参数为声音类型,则所述待控制外接设备为蜂鸣器, 所述监控单元包括: 声音指令接收单元,用于接收所述PowerPC处理器发送的声音指令; 发声控制单元,用于根据所述声音指令控制所述蜂鸣器按照所述配置参数的要求发声。 如果所述配置参数为键盘类型,则所述待控制外接设备为键盘, 所述监控单元包括: 扫描单元,用于扫描所述键盘的按键; 记录单元,用于在所述扫描单元判定有按键被按下时,根据所述键盘类型记录所述按键对应的键值,以供所述PowerPC处理器读取所述键值。 本发明方案可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述,例如程序单元。一般地,程序单元包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明方案,在这些分布式计算环境中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序单元可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上??梢愿菔导实男枰≡衿渲械牟糠只蛘呷磕?槔词迪直臼凳├桨傅哪康?。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。 以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
编号: cj20190318175035350359
类型: 共享资源
格式: PDF
大?。?3.43MB
上传时间: 2019-03-18
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