[發明專利]基于PCI9054的多總線通信板卡電路及控制方法

在審

• 申請號: 201710899682.8
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107807558A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 鄭永龍;周勇軍;姚旭成;彭虎;張子明
• 申請（專利權）人: 國營蕪湖機械廠
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及多總線板卡通信領域，具體的說是一種基于PCI9054的多總線通信板卡電路及控制方法。

背景技術

PCI總線由ISA總線發展而來，具有傳輸能力強、多總線共存、獨立于CPU以及自動識別配置外設等特點，目前被廣泛應用于工控測試系統中。

目前，有關PCI的設計一直是眾多學者研究的熱點之一，其中杭州憶恒科技有限公司的賀惠農申請的中國發明專利《一種PCI總線的高速數據通訊接口卡》的公開號為CN1700148，公開日為20051123，公開了一種采用CPLD+PCI9054的方案研制的PCI總線板卡，哈爾濱工業大學的陳興林等人申請的中國發明專利《適用于多總線協議、多擴展接口的信號采集板卡》，公開號為CN104020691A，公開日為20140903，公開了一種采用FPGA+DSP的方式進行多路總線通訊，但以FPGA為微處理器，以PCI9054總線協議芯片，研制一張具有多總線(1路RS232總線、3路RS422總線)的通信卡的研究一直長期被忽視。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于市面上存在的PCI總線卡大多只能實現單一總線的通訊，具有PCI總線+1路RS232總線+3路RS422總線的多總線通信板卡的研究長期被忽視的現狀，本發明針對目前PCI總線通訊模塊的研制現狀，為掌握PCI板卡設計及其通信原理，開發基于PCI接口的多總線通信卡，在對PCI9054及其PCI卡開發流程進行系統全是的基礎上，以PCI9054位PCI接口協議芯片，以CycloneⅢ系列FPGA(EP3C5E144C8)位本地總線控制器，采用“FPGA+PCI9054”架構，設計一種基于PCI接口的具有1路RS232、3路RS422收發的多總線通信卡，給出該模塊的硬件設計與軟件開發(包括基于VC++的上位機測試軟件與基于Verilog的板卡代碼)，并對其通信功能進行試驗驗證。

所設計的板卡基于PCI總線，將RS232總線、RS422總線進行整合，而不是設計基于PCI總線的RS232總線卡或RS422總線卡，可實現PCI總線與RS232總線、RS422總線之間的相互通信。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

基于PCI9054的多總線通信板卡電路，包括主芯片、電源電路、JTAG電路、配置電路、復位電路、時鐘電路、EEPROM電路、PCI接口電路，所述主芯片分別連接有所述電源電路、JTAG電路、配置電路、復位電路、時鐘電路、PCI電路，所述PCI電路連接有EEPROM電路。

所述主芯片采用Cyclone III系列FPGA(EP3C5E144C8芯片)為處理器。

所述電源電路包括產生1.2V、2.5V、3.3V、5V的工作電壓電路，其中1.2V工作電壓由ASM1117-1.2元件提供，2.5V工作電壓由ASM1117-2.5元件提供,3.3V工作電壓由ASM1117-3.3元件提供，5V工作電壓由ASM1117-5元件提供。

所述時鐘電路由一個50MHz的有源晶振產生，所述復位電路包括一個低電平復位芯片MAX706SESA，所述配置電路包括串行配置器件EPCS16。

所述PCI電路包括PCI9054芯片，所述EEPROM電路為所述PCI9054芯片提供配置信息。

所述EEPROM電路包括芯片十一，所述芯片十一為EEPROM芯片93LC56L，所述芯片十一的3腳與4腳相連后串接有電阻二十一，所述電阻二十一串接有按鍵七后接地，所述電阻二十一遠離所述按鍵七的一端連接有電阻十六，所述電阻十六串接有按鍵八后接電源VDD，所述芯片十一的5腳接地，所述芯片十一的6腳串接有電阻十七后接電源VDD，所述芯片十一的7腳串接有電阻十八后接地，所述芯片十一的8腳連接電源VDD。

一種基于PCI9054的多總線通信板卡電路的控制方法，包括步驟：

S1)上位機啟動DMA傳輸發送命令幀；

S2)FPGA解析命令幀；

S3)若命令傳輸方向為PCI-Local，則轉至步驟S4)，若命令傳輸方向為Local-PCI，則轉至步驟S7；

S4)根據命令選擇通道，上位機向FPGA發送數據；

S5)數據存入PCI板卡的FIFO；

S6)數據被選中的通道發出；

S7)根據命令選擇通道，將被選中通道數據存入PCI的FIFO；

S8)判斷PCI的FIFO中是否有數據，若有則進入步驟S9)，若沒有則返回步驟S7)；

S9)讀取FIFO中的數據。