基于多可编程逻辑的IO扩展系统、方法、设备及介质与流程

本发明涉及计算机，更具体的说是涉及一种基于多可编程逻辑的io扩展系统、方法、设备及介质。

背景技术：

1、如今万物互联，电子器件在嵌入式系统、移动设备、通信接口、自动化设备中广泛应用，彼此互联，功能相互互补，信息相互传输，构成一个完整的应用系统，但器件的io数量限制了互联设备的数量。

2、现有的增加io数量的方案主要为：使用扩展组件级联的方式来扩展io，具体包括主机和扩展组件，扩展组件包含多个依序级联的io扩展组件，各级扩展模块通过串口总线和控制线电连接。扩展组件中的上一级io扩展模块通过串口总线电连接下一级的io扩展模块，进而实现相邻的两个io扩展模块直接的数据互联。主机可以将自身的数据通过串口总线传输到首位io扩展模块，虽有由后一级io扩展模块传递至下一级，下一级io扩展模块再将反馈信息依次传递至上一级直至主机。除末位的io扩展组件至少有一个串口通信接口和至少一个信号端口外，其余io扩展组件具有至少两个串口通信接口和两个信号端口。

3、上述方案虽然能够使主机拓展多种数量的io扩展模块，但是当上一级io模块存在故障，则位于其后的所有级均不能使用。另外当主机需要与最后一级io扩展组件通信时，这种串联的级联方式需要上一级向下层层传递，这带来了极大的通信延时。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本申请提供一种基于多可编程逻辑的io扩展系统、方法、设备及介质，以解决当前串联扩展组件级联当上一级io模块存在故障，则位于其后的所有级均不能使用；另外，当主机需要与最后一级io扩展组件通信时，需要上一级向下层层传递，存在通信延时的问题。

2、本发明为解决上述问题，通过以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明公开了一种基于多可编程逻辑的io扩展系统，系统包括：主可编程逻辑组件，包含若干级联分支，通过级联分支与从可编程逻辑组件相连，且设有预设核心逻辑电路；从可编程逻辑组件，包含若干级联分支，通过级联分支与从可编程逻辑组件相连，且设有一个或多个io扩展电路；其中，每个io扩展电路包含一个io逻辑电路和一个时序调节电路，且同一从可编程逻辑组件内的时序调节电路与时钟管理单元相连。

4、进一步地，主可编程逻辑组件与从可编程逻辑组件之间、从可编程逻辑组件与从可编程逻辑组件之间通过时钟线和信号线相连；且一个io扩展电路对应一组时钟线和信号线。

5、进一步地，不同的从可编程逻辑组件之间能够支持不同的io传输协议。

6、进一步地，io扩展电路能够与其他从可编程逻辑组件相连或者外接io设备。

7、进一步地，时钟管理单元，用于产生时序调节时钟信号，进而调节时序调节时钟；其中，时序调节时钟信号的频率大于io逻辑电路的信号频率。

8、进一步地，位置距离组件，位置距离组件包含间隔层级获取界面组件、io设备延时要求获取界面组件、可编程逻辑组件推荐界面组件和io设备延时要求与层级的对应关系；间隔层级获取界面组件，用于获取各个从可编程逻辑组件与主可编程逻辑组件之间间隔的层级，并进行保存；其中，各个从可编程逻辑组件包含唯一识别码；io设备延时要求获取界面组件，用于获得io设备对应的延时要求，进而调用io设备延时要求与层级的对应关系；基于调用io设备延时要求与层级的对应关系，确定当前io设备对应的延时要求对应的层级，进而从存储中获得层级对应的从可编程逻辑组件，并调用可编程逻辑组件推荐界面组件；可编程逻辑组件推荐界面组件，用于展示层级对应的从可编程逻辑组件的唯一识别码。

9、第二方面，本发明还公开一种基于多可编程逻辑的io扩展方法，方法包括：通过主可编程逻辑组件与若干级联分支与从可编程逻辑组件相连，使主可编程逻辑组件向相连的从可编程逻辑组件下发信号；通过从可编程逻辑组件与干级联分支与从可编程逻辑组件相连，使任一从可编程逻辑组件能够向相连的从可编程逻辑组件下发信号；当存在时钟调节需求时，通过从可编程逻辑组件内的时钟管理单元产生时序调节时钟信号，进而调节从可编程逻辑组件内io扩展电路的时序调节时钟。

10、进一步地，方法还包括：通过间隔层级获取界面，获取各个从可编程逻辑组件与主可编程逻辑组件之间间隔的层级，并进行保存；其中，各个从可编程逻辑组件包含唯一识别码；通过io设备延时要求获取界面，获得io设备对应的延时要求，进而调用io设备延时要求与层级的对应关系；基于调用io设备延时要求与层级的对应关系，确定当前io设备对应的延时要求对应的层级，进而从存储中获得层级对应的从可编程逻辑组件，并调用可编程逻辑组件推荐界面；通过可编程逻辑组件推荐界面，展示层级对应的从可编程逻辑组件的唯一识别码。

11、第三方面，本发明还公开一种基于多可编程逻辑的io扩展设备，设备包括：处理器；以及存储器，其上存储有可执行代码，当可执行代码被执行时，使得处理器执行如上述任一项的一种基于多可编程逻辑的io扩展方法。

12、第四方面，本发明还公开一种可读存储介质，可读存储介质上存储有基于多可编程逻辑的io扩展程序，基于多可编程逻辑的io扩展程序被处理器执行时实现如上述任一项的基于多可编程逻辑的io扩展方法。

13、对比现有技术，本发明有益效果在于：

14、本申请提出了一种基于多可编程逻辑的io扩展系统、方法、设备及介质，无论主可编程逻辑组件还是从可编程逻辑组件，都包含若干级联分支能够与其他从可编程逻辑组件行了，方便扩展，可在任意一从可编程逻辑组件产生新的级联分支。每块从可编程逻辑组件可以同时起到中间级连接下一级从可编程逻辑组件的作用和作为末级的作用直接连接io设备。本申请可将逻辑电路进行拆分放到不同的级联逻辑电路中，预设核心逻辑电路一般是稳定的，不需要修改的逻辑电路，在调试中不需要改动。io逻辑电路和时序调节电路占设计系统的额很小一部分，既方便调试又能提高迭代效率，其效率可由数天缩短至几分钟。另外，可以做到每个从可编程逻辑组件彼此相互独立，即容易升级换代，又方便故障排查。另外，可以级联时序调节电路，增加时序调节范围。

15、另外，由于可编程逻辑组件的可编程性，每块可编程逻辑组件均可支持不同的io传输协议，以支持不同的io设备。

16、综上，本申请解决了当前串联扩展组件级联当上一级io模块存在故障，则位于其后的所有级均不能使用；另外，当主机需要与最后一级io扩展组件通信时，需要上一级向下层层传递，存在通信延时的问题。

技术特征：

1.一种基于多可编程逻辑的io扩展系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的基于多可编程逻辑的io扩展系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于多可编程逻辑的io扩展系统，其特征在于，不同的从可编程逻辑组件之间能够支持不同的io传输协议。

4.根据权利要求1所述的基于多可编程逻辑的io扩展系统，其特征在于，io扩展电路能够与其他从可编程逻辑组件相连或者外接io设备。

5.根据权利要求1所述的基于多可编程逻辑的io扩展系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的基于多可编程逻辑的io扩展系统，其特征在于，系统还包括：位置距离组件，

7.一种基于多可编程逻辑的io扩展方法，其特征在于，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的基于多可编程逻辑的io扩展方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种基于多可编程逻辑的io扩展设备，其特征在于，所述设备包括：

10.一种可读存储介质，其特征在于：所述可读存储介质上存储有基于多可编程逻辑的io扩展程序，所述基于多可编程逻辑的io扩展程序被处理器执行时实现如权利要求7-8任一项所述的基于多可编程逻辑的io扩展方法。

技术总结
本发明提出的一种基于多可编程逻辑的IO扩展系统、方法、设备及介质，所述系统包括：主可编程逻辑组件，包含若干级联分支，通过级联分支与从可编程逻辑组件相连，且设有预设核心逻辑电路；从可编程逻辑组件，包含若干级联分支，通过级联分支与从可编程逻辑组件相连，且设有一个或多个IO扩展电路；其中，每个IO扩展电路包含一个IO逻辑电路和一个时序调节电路，且同一从可编程逻辑组件内的时序调节电路与时钟管理单元相连。

技术研发人员：杨茂辉,李世玺,颜港,刘奇浩
受保护的技术使用者：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5