[發(fā)明專利]基于CPCI總線的RS422通訊模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210253153.8
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102799558A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫超;姜守達(dá);孫震;劉森
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于CPCI總線的RS422通訊模塊。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)通信方式已經(jīng)逐步向更快速、更遠(yuǎn)距離、更穩(wěn)定的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)通信方式可以分為并行通信和串行通信，而以RS-422通信協(xié)議為代表的串行通信在數(shù)據(jù)通信吞吐量不是很大的微處理電路中更加簡易、方便、靈活，特別是在遠(yuǎn)距離信息傳輸中串行總線發(fā)揮著不可替代的作用。在軍事領(lǐng)域、工業(yè)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，串行通信往往能夠發(fā)揮其連接簡單、使用靈活方便、數(shù)據(jù)傳遞可靠等優(yōu)點(diǎn)。因此RS-422通信單元的研究是通信領(lǐng)域中的熱門課題。

對于通信系統(tǒng)而言能夠正確的傳輸數(shù)據(jù)是最基本的要求，作為一種支持多點(diǎn)差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的電氣規(guī)范，RS422標(biāo)準(zhǔn)越來越受到重視。RS-422總線標(biāo)準(zhǔn)是一種串行總線標(biāo)準(zhǔn)，是為彌補(bǔ)RS-232速率低、通信距離短等缺點(diǎn)而產(chǎn)生的。RS-422接口具有數(shù)據(jù)傳輸速率快、可靠性高、支持遠(yuǎn)距離傳輸、抗噪聲能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)是其他接口標(biāo)準(zhǔn)無法比擬的，因此被廣泛應(yīng)用于通訊系統(tǒng)中。

然而，多年來電信系統(tǒng)工程師與設(shè)備制造商面臨的棘手問題：傳統(tǒng)電信設(shè)備總線與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PCI(Peripheral?Component?Interconnect)總線不兼容，而且PCI的傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)散熱條件差、抗振動能力差；PCI采用的金手指式互連方式防腐性差、可靠性差、負(fù)載能力弱等缺點(diǎn)。因此本專利采用CPCI總線，Compact?PCI(Compact?Peripheral?Component?Interconnect)簡稱CPCI，又稱緊湊型PCI，是PICMG(PCI?Industrial?Computer?Manufacturer’s?Group，國際工業(yè)計(jì)算機(jī)制造者聯(lián)合會)于1994提出來的一種總線接口標(biāo)準(zhǔn)。CPCI技術(shù)是在PCI技術(shù)基礎(chǔ)之上經(jīng)過改造而成，繼續(xù)采用PCI局部總線技術(shù)，是以PCI電氣規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)的高性能工業(yè)用總線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)電信設(shè)備總線與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PCI總線不兼容，PCI的傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)散熱條件差、抗振動能力差、PCI的金手指式互連方式防腐性差、可靠性差、負(fù)載能力弱的問題，提供一種基于CPCI總線的RS422通訊模塊。

基于CPCI總線的RS422通訊模塊，它包括PCI接口電路、主控電路、串行EEPROM存儲器、FLASH存儲器、SDRAM存儲器、FPGA電路、八路數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換電路和八路RS422收發(fā)單元；

所述PCI接口電路嵌入在主控電路中；

串行EEPROM存儲器的數(shù)據(jù)輸出端連接主控電路的數(shù)據(jù)輸入端；FLASH存儲器的數(shù)據(jù)輸出端連接主控電路的數(shù)據(jù)輸入端；主控電路、SDRAM存儲器、FPGA電路均連接在DSP總線上；

FPGA電路的八路數(shù)據(jù)輸出端分別與八路數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)輸入端連接，每路數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換電路的TTL電平信號輸出端分別連接每路RS422收發(fā)單元的TTL電平信號發(fā)送端；每路RS422收發(fā)單元將信號差分輸出；

每路RS422收發(fā)單元的串行數(shù)據(jù)信號輸出端連接每路數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換電路的串行數(shù)據(jù)信號輸入端，每路數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換電路的數(shù)據(jù)信號輸出端均與FPGA電路的數(shù)據(jù)信號輸入端連接，主控電路的PCI接口電路將數(shù)據(jù)輸出到CPCI總線上。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本專利基于CPCI總線的RS422通訊模塊的解決方案，采用的CPCI的特點(diǎn)是：繼續(xù)采用了PCI局部總線技術(shù)，但它拋棄PCI的傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，而改用經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的高可靠歐洲卡結(jié)構(gòu)，改善了散熱條件，提高了抗振動能力，同時(shí)也符合電磁兼容性要求；CPCI拋棄PCI的金手指式互連方式，改用2mm密度的針孔型連接器，具有氣密性、防腐性，提高了可靠性，增加了負(fù)載能力。

本專利是以高速DSP芯片為CPU，實(shí)時(shí)性高，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，同時(shí)具有強(qiáng)大且高效的硬件資源；支持8個(gè)獨(dú)立收發(fā)通道，每個(gè)通道支持8MByte數(shù)據(jù)發(fā)送前預(yù)下載，接收數(shù)據(jù)最大32MByte空間存儲，兼容通用波特率的前提下，支持特殊波特率，波特率可通過上位機(jī)軟件設(shè)置；CPCI總線使得組建的通訊設(shè)備具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)據(jù)吞吐率高、機(jī)動靈活易于維修等優(yōu)點(diǎn)，該模塊具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為FPGA的數(shù)據(jù)邏輯；

圖3為波特率設(shè)置的過程圖；

圖4為SDRAM存儲器電路圖；

圖5為DM642PCI接口電路圖；

圖6為RS422收發(fā)單元的電路圖。

具體實(shí)施方式