[發明專利]適用于多總線協議、多擴展接口的信號采集板卡

有效

• 申請號: 201410257825.1
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN104020691A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 陳興林;徐加彥;劉楊;范文超;張之萬;魏凱;顏飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工控機機箱板卡，尤其適用于VME總線的信號采集板卡，屬于高精度運動控制的信號采集領域。。

背景技術

目前市場上的信號采集板卡多采用PCI總線或ISA總線。其中陜西海泰電子有限責任公司的張恩全等人申請的中國專利《基于PXI總線的多通道動態信號采集卡》的公開號為CN103324132A，公開日為2013年9月25日，該專利采用PXI總線的方式，北京理工大學劉滿國等人申請的中國專利《雙模式信號采集板》的公開號為CN101587498，公開日為2009年11月25日，該專利采用PCI總線的方式，上海航天控制工程研究所張程等人申請的中國專利《一種基于Compact?PCI總線的信號采集板卡》的公開號為CN102890726A，公開日為2013年1月23日，該專利采用PCI總線的方式。但都沒有可以兼容多種總線協議的信號采集板卡。PCI總線支持32位和64位總線寬度，一般頻率為33M/s，但是抗干擾、穩定性和實時性等性能上遠比不上VME總線。在軍工、高精度加工和半導體制造等領域，VME總線是很好的選擇方式。VME64x總線運行頻率在20M，是異步傳輸總線，它通過與板卡的信號握手來完成數據傳輸，本身具有較強的信號穩定和抗干擾能力，而且還有較完備的錯誤處理優先級中斷和仲裁機制，并且最多可以接入20多塊以上的板卡，因此它具有穩定性和分布式處理能力，方便同一時刻多個任務目標處理。

目前國內市場上的信號采集板卡，其主要采集芯片AD，大多數接口設計是將模擬信號轉換為數字信號，然后將數字信號采用并行的方式輸出給數字信號處理器(DSP)或者是單片機等微處理器，占用微處理器等管腳資源。

目前國內市場上的信號采集板卡，其主要采集芯片AD的輸出結果，大部分采用串口的形式傳輸給運動控制板卡，而控制板卡需要采用串口中斷的方式進行數據接收，占用控制板卡微處理器的資源，降低效率，難以實現高精度控制。

發明內容

本發明目的是為了解決目前市場上的多數信號采集板卡基于單一PCI、PXI或者ISA總線的方式，沒有可以兼容多種總線協議的信號采集板卡的問題，提供了一種適用于多總線協議、多擴展接口的信號采集板卡。

本發明所述適用于多總線協議、多擴展接口的信號采集板卡，它包括FPGA模塊、DSP模塊、m個RS422模塊、通用擴展接口、第一電平轉換模塊、第二電平轉換模塊、n個光纖收發芯片、n個光纖接口模塊、p個AD采集芯片、總線接口模塊、PCI總線轉接電路板、PXI總線轉接電路板、ISA總線轉接電路板和VME總線轉接電路板；

FPGA模塊的數據傳輸端與DSP模塊的數據傳輸端相連；

每個RS422模塊的輸入輸出端均與FPGA模塊的一個雙口RAM的輸入輸出端相連；

通用擴展接口的輸入輸出端與FPGA模塊的一個雙口RAM的輸入輸出端相連；

每個光纖接口模塊均通過一個光纖收發芯片及第一電平轉換模塊與FPGA模塊的一個雙口RAM的輸入輸出端相連；

每個AD采集芯片的輸入輸出端均與FPGA模塊的一個雙口RAM的輸入輸出端相連；

PCI總線轉接電路板、PXI總線轉接電路板、ISA總線轉接電路板和VME總線轉接電路板的輸入輸出端均與總線接口模塊的第一輸入輸出端相連；總線接口模塊的第二輸入輸出端通過第二電平轉換模塊與FPGA模塊的一個雙口RAM的輸入輸出端相連；

m、n和p均為正整數。

本發明的優點：該板卡不但提供16個高速AD信號采集，還擴展了RS422接口模塊、光纖接口模塊，便于同其他信號采集單元通信或者將其他傳感器模塊的擴展。同時該信號采集板卡還預留了自定義總線的接口，便于用戶根據自己需要自定義總線。解決了目前多數信號采集板卡擴展接口少的問題。解決了市場上多數信號采集板卡將數字信號輸出結果采用并行的方式直接傳輸給信號采集板卡上的微處理器，占用微處理器管腳資源的問題；解決了目前市場上多數將信號采集板卡的數字信號輸出結果采用串口的形式，傳輸到運動控制板卡，占用控制板卡微處理器的資源，降低效率的問題。提高了整個信號采集板卡數據處理的效率。

附圖說明

圖1是本發明所述適用于多總線協議、多擴展接口的信號采集板卡的原理框圖；

圖2是FPGA模塊的內部結構及與DSP模塊的邏輯控制圖。

具體實施方式