[發(fā)明專利]VxWorks下CPCI總線開關(guān)量與模擬量輸出模塊硬件架構(gòu)與時序可配置驅(qū)動方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410003516.1
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103744805A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉連勝;王少軍;王曉龍;陳立峰;彭宇;彭喜元
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F13/10
• 分類號: G06F13/10;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: 楊立超

1.VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出模塊的硬件架構(gòu)，其特征在于VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出模塊：包括CPCI總線，PCI9054接口轉(zhuǎn)換芯片，配置芯片，F(xiàn)PGA可編程邏輯器件，配置供電電路與輸出部分；其中，所述輸出部分包括達(dá)林頓管驅(qū)動陣列，回讀電路，繼電器輸出陣列與信號輸出接口；

所述PCI9054接口轉(zhuǎn)換芯片分別連接有CPCI總線、配置芯片與FPGA可編程邏輯器件，所述FPGA可編程邏輯器件另兩端分別連有配置供電與輸出部分；

所述FPGA可編程邏輯器件輸出端與達(dá)林頓管驅(qū)動陣列輸入端相連，所述達(dá)林頓管驅(qū)動陣列輸出端與繼電器輸出陣列輸入端相連，所述繼電器輸出陣列一個輸出端具有信號輸出接口，所述繼電器輸出陣列的另一輸出端與回讀電路輸入端相連，所述回讀電路輸出端與FPGA可編程邏輯器件的回讀信息輸入端相連；

CPCI總線模擬量輸出模塊：包括CPCI總線，PCI9054接口轉(zhuǎn)換芯片，配置芯片，F(xiàn)PGA可編程邏輯器件，配置供電，DAC芯片，隔離輸出與信號輸出接口；

所述PCI9054接口轉(zhuǎn)換芯片分別連接有CPCI總線、配置芯片與FPGA可編程邏輯器件，配置供電電路用于給所述FPGA可編程邏輯器件供電，所述FPGA可編程邏輯器件輸出端與DAC芯片輸入端相連，所述DAC芯片輸出端與隔離輸出輸入端相連，所述隔離輸出輸出端與信號輸出接口相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出模塊的硬件架構(gòu)，其特征在于所述基于CPCI總線開關(guān)量輸出模塊運行在CPCI機(jī)箱中，通過CPCI總線和控制計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；

所述CPCI總線通過CPCI總線接口控制電路與硬件功能電路之間相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出模塊的硬件架構(gòu)，其特征在于所述輸出部分還包括繼電器；所述繼電器在結(jié)構(gòu)上分為2組，每組繼電器為16個，每個繼電器均為雙刀雙擲型，其中一刀實現(xiàn)回讀功能，另外一刀的公共端COM、常開觸點端NO和常閉觸點NC引出到接口，實現(xiàn)32路單端電信號的連接功能。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出模塊的硬件架構(gòu)，其特征在于所述CPCI總線接口控制電路采用PLX公司的PCI9054接口芯片實現(xiàn)，將CPCI總線轉(zhuǎn)換到本地總線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出模塊的硬件架構(gòu)，其特征在于所述PCI9054本地總線一側(cè)使用FPGA實現(xiàn)總線接口譯碼，F(xiàn)PGA可編程邏輯器件實現(xiàn)對開關(guān)量輸出硬件功能模塊的控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出模塊的硬件架構(gòu)，其特征在于所述繼電器選用松下公司型號為AGN2004H的繼電器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出模塊的硬件架構(gòu)，其特征在于所述DAC芯片采用TI公司的DAC8218集成芯片，輸出的模擬量經(jīng)過ISO124隔離芯片隔離輸出。

8.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出模塊的硬件架構(gòu)的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出時序可配置驅(qū)動方法，其特征在于VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出時序可配置驅(qū)動方法按以下步驟實現(xiàn)：

一、用戶根據(jù)需要將CPCI總線開關(guān)量輸出配置信息、所需CPCI總線模擬量輸出配置信息與延時輸出配置信息寫到可配置驅(qū)動程序中；

二、可配置驅(qū)動程序在已開發(fā)好的底層硬件功能函數(shù)接口基礎(chǔ)上根據(jù)步驟一所述用戶配置信息重新封裝一次驅(qū)動接口函數(shù)，在應(yīng)用程序調(diào)用驅(qū)動接口函數(shù)時，根據(jù)用戶在驅(qū)動程序中設(shè)定好的電路功能，返回用戶所需的電路輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的VxWorks操作系統(tǒng)下CPCI總線開關(guān)量輸出與模擬量輸出時序可配置驅(qū)動方法，其特征在于所述步驟二中應(yīng)用程序調(diào)用驅(qū)動函數(shù)具體為：

一、首先應(yīng)用程序調(diào)用CPCI總線開關(guān)量輸出模塊寫操作驅(qū)動接口函數(shù)，控制CPCI總線開關(guān)量輸出通道輸出，同時做標(biāo)記記錄硬件控制輸出值；

二、然后解析可配置驅(qū)動程序，將可配置驅(qū)動程序中的CPCI總線開關(guān)量輸出配置信息、所需CPCI總線模擬量輸出配置信息及延時配置信息保存起來；

三、然后將開關(guān)量輸出標(biāo)記值和輸出配置信息中解析后的開關(guān)量輸出配置信息比對，如果對比不一致，返回ERROR，結(jié)束；如果比對一致，查看在進(jìn)行所需的模擬量配合輸出之前，是否有延時配置信息，如果有延時，則先延時配置的時間；

四、然后調(diào)用模擬量輸出模塊的數(shù)字量模擬量轉(zhuǎn)換接口，進(jìn)行相應(yīng)的模擬量輸出。