[發明專利]基于背板總線與高速串行通訊的多級擴展控制系統

有效

• 申請號: 201110176639.1
• 申請日: 2011-06-28
• 公開（公告）號: CN102289422A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 張海濤;何師;秦健;呂文菁;張磊;張其生;李曠
• 申請（專利權）人: 北京榮信慧科科技有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

1.基于背板總線與高速串行通訊的多級擴展控制系統，其特征在于，以一個主控機箱、一個或多個擴展機箱為主體，通過光纖為傳輸媒介，利用背板總線實現控制機箱內各個板卡的數據通訊，利用高速串行通訊實現機箱之間的數據通訊；主控機箱包括主控板、執行單元板卡、從擴展板、背板；擴展機箱包括主擴展板、從擴展板、背板及執行單元板卡，主控機箱的從擴展板與擴展機箱的主擴展板連接，構成二級擴展控制系統；擴展機箱的從擴展板再與下一級擴展機箱的主擴展板連接，構成三級擴展控制系統；以此類推，構成多級擴展控制系統；主控機箱及擴展機箱的執行單元板卡、從擴展板、背板結構相同。

2.根據權利要求1所述的基于背板總線與高速串行通訊的多級擴展控制系統，其特征在于，所述的主控板包括DSP數據處理模塊、FPGA控制模塊、時鐘管理模塊，DSP數據處理模塊、時鐘管理模塊分別與FPGA控制模塊相連接；DSP數據處理模塊用于數據的處理，FPGA控制模塊用于數據的傳輸；主控板上設有Bus?LVDS總線接口、總線時鐘接口、電源接口和TTL總線接口用于與背板連接，主控板提供全局時鐘。

3.根據權利要求1所述的基于背板總線與高速串行通訊的多級擴展控制系統，其特征在于，所述的執行單元板卡包括CO板、IO板、AO板、AD板和PU板，CO板為通訊接口板，IO板實現數字量輸入輸出功能，AO板用于模擬量輸出，AD板用于模擬量采集，PU板用于脈沖驅動，各執行單元板卡分別插在背板對應的位置上。

4.根據權利要求1所述的基于背板總線與高速串行通訊的多級擴展控制系統，其特征在于，所述的從擴展板是用于實現控制系統多級擴展的板卡，包括FPGA控制模塊、SerDes模塊、激光收發模塊、光纖發送模塊，FPGA控制模塊用于實現背板數據總線與SerDes模塊數據總線的交互，SerDes模塊用于將并行數據與高速串行數據相互轉換，激光收發模塊用于將高速串行數據與光信號相互轉換，光纖發送模塊用于發送控制周期同步信號，用于保證各控制機箱在統一的控制周期下工作；從擴展板通過Bus?LVDS總線接口和電源接口與背板相連接。

5.根據權利要求1所述的基于背板總線與高速串行通訊的多級擴展控制系統，其特征在于，所述的背板固定于機箱內部，背板上設有多個槽位，這些位置槽用于插入主控機箱或擴展機箱的各種功能板卡，每一個位置槽都有獨立的電源連接器用于給單板供電，系統槽用于插主控板或者主擴展板；TTL總線插槽用于插帶有TTL連接器的執行單元板卡；TTL與Bus?LVDS混合插槽既可以插帶有TTL連接器的執行單元板卡，也可以插帶有BusLVDS連接器的執行單元板卡和從擴展板，控制箱的電源由外部供電到背板，再由背板提供到各個功能板卡。

6.根據權利要求1所述的基于背板總線與高速串行通訊的多級擴展控制系統，其特征在于，所述的主擴展板是用于實現控制系統多級擴展的板卡，包括FPGA控制模塊、SerDes模塊、激光收發模塊、光纖接收模塊，FPGA控制模塊用于數據的傳輸；SerDes模塊用于將并行數據與高速串行數據相互轉換，激光收發模塊用于將高速串行數據與光信號相互轉換，光纖接收模塊用于接收從擴展板發過來的控制周期同步信號，主擴展板上設有Bus?LVDS總線接口、總線時鐘接口、電源接口和TTL總線接口與背板連接。