专利名称：多功能通讯卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半实物仿真技术领域，尤其涉及一种在半实物仿真的工程实施中应用的多功能通讯卡。
背景技术：
在半实物仿真系统中，目标系统需要大量的DIO(数字量输入/输出)信号、PWM(脉冲宽度调制)信号、模拟/数字A/D信号、MDA信号(模块双动信号)、RS-232接口和CAN(控制器局域网)总线接口。采用传统的设计方法，需要大量的分离元器件，且设计麻烦、体积庞大并占用大量的板卡空间。虽然Pentium系列或其他高性能运算型CPU虽然运行频率已经超过1GHz，具有强大运算能力，但是运算型CPU编程复杂同时又缺乏丰富的信号接口。
这就需要有一种分离元件少，设计简单，编程简单、信号资源丰富的多功能板卡方法，以满足半实物仿真系统的资源需求。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种分离元件少，设计简单，编程简单、信号资源丰富的多功能通讯卡，以满足半实物仿真系统的资源需求。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的种多功能通讯卡，由主控CPU芯片、外部设备互连总线PCI桥芯片、接口驱动模块与紧凑外部设备互连总线CPCI连接器组成；主控CPU芯片连接PCI桥芯片与接口驱动模块；PCI桥芯片连接CPCI连接器。
所述的接口驱动模块包括数字量输入/输出DIO信号驱动模块、脉冲宽度调制PWM信号驱动模块、模块双动信号MDA驱动模块、模拟/数字转换A/D信号驱动模块、控制器局域网CAN总线驱动模块与串行通信RS232接口驱动模块；DIO信号驱动模块、PWM信号驱动模块、MDA驱动模块、A/D信号驱动模块、CAN总线驱动模块与RS232接口驱动模块分别连接主控CPU芯片。
所述的DI/O信号驱动模块连接输入/输出IO信号接口；所述的PWM信号驱动模块连接PWM信号接口；所述的MDA驱动模块连接MDA接口；所述的A/D信号驱动模块连接A/D信号接口；所述的CAN总线驱动模块连接CAN总线接口；所述的RS232接口驱动模块连接RS232接口。
所述的I/O信号接口、PWM信号接口与MDA接口合并成一个连接器与外部连接。
所述的主控CPU芯片与PCI桥芯通过中央处理器总线Power PC Bus连接。
所述的主控CPU芯片为嵌入式CPU，采用Motorola公司的MPC563芯片。
所述的PCI桥芯片为PLX公司的PLX9054芯片。
由以上技术方案可知本实用新型所述的多功能通讯卡，由主控CPU芯片、PCI桥芯片、接口驱动模块与紧凑外部设备互连总线CPCI连接器组成；主控CPU芯片连接PCI桥芯片与接口驱动模块；PCI桥芯片连接CPCI连接器。主控CPU芯片为嵌入式CPU，采用Motorola公司的MPC563芯片。MPC563芯片工作在从模式下，作为外部设备板卡插入系统总线。在软件开发上，用户不需要为开发MPC563芯片购买专用的开发软件和开发工具，只需用标准编程语言进行编程，用设备访问的方式就可以操作MPC563芯片上所有的信号接口，大大节约了开发成本。
图1为现有技术所述多功能通讯卡结构示意图。
具体实施方式
本实用新型所述多功能通讯卡的具体实施方式
如图1所示由主控CPU芯片、PCI桥芯片、接口驱动模块与紧凑外部设备互连总线CPCI连接器组成；主控CPU芯片通过中央处理器总线PowerPC Bus连接PCI桥芯片；主控CPU芯片为嵌入式CPU，采用Motorola公司的MPC563芯片。PCI桥PCI bridge芯片为PLX公司的PLX9054芯片；此芯片连接CPCI连接器。
上述的接口驱动模块包括DIO Driver(数字量输入/输出驱动模块，简称DIO信号驱动模块)、PWM Driver(脉冲宽度调制驱动模块，简称PWM信号驱动模块)、MDADriver(模块双动信号驱动模块，简称MDA驱动模块)、A/D Driver(模拟/数字信号驱动模块，简称A/D信号驱动模块)、CAN Driver(控制器局域网N总线驱动模块，简称CAN总线驱动模块)与RS232 Driver(串行通信接口驱动模块，简称RS232接口驱动模块)；DIO信号驱动模块、PWM信号驱动模块、MDA驱动模块、A/D信号驱动模块、CAN总线驱动模块与RS232接口驱动模块分别连接主控CPU芯片。同时所所述的DIO信号驱动模块连接IOSingnals(输入/输出信号接口，简称IO信号接口)；所述的PWM信号驱动模块连接PWMSingnals(脉冲宽度调制信号接口，简称PWM信号接口)；所述的MDA驱动模块连接MDASingnals(模块双动信号接口，简称MDA接口)；所述的A/D信号驱动模块连接A/DSingnals(模拟/数字信号接口，简称A/D信号接口)；所述的CAN总线驱动模块连接CAN总线接口；所述的RS232接口驱动模块连接RS232接口。这里的I/O信号接口、PWM信号接口与MDA信号接口合并成一个连接器与外部连接。
MPC563最初是面向汽车控制领域应用的32位单片机。具有集成度高，功能强大等优点。MPC563的CPU运行频率在66MHz左右，相对于汽车电子设备而言已经足够。但是面对高性能的仿真运算，其运行频率太低，无法满足要求。而Pentium系列或其他高性能运算型CPU虽然运行频率已经超过1GHz，具有强大运算能力，但是运算型CPU又缺乏丰富的信号接口本实用新型通过硬件设计和软件设计，能够在一块233mm×160mm大小的板卡上实现16路DIO、8路PWM、8路MDA信号、32路A/D接口、2路CAN接口和2路RS-232接口信号的硬件环境，给用户提供丰富的接口信号。MPC563芯片工作在从模式下，做为外部设备板卡插入系统总线。在软件开发上，用户不需要为开发MPC563这种专用的CPU芯片购买专用的开发软件和开发工具，只要在运算型CPU(如Pentium系列或Motorola G4系列)用标准编程语言进行编程，用设备访问的方式就可以操作MPC563芯片上所有的信号接口，大大节约了开发成本。用户能够在已有的VxWorks平台上或Windows平台上使用本板卡。
MPC563在主模式下，它可以运行代码作为主控CPU，控制片上的外围电路和外部逻辑电路，形成一个智能系统。在从模式下，它的内核不运行任何代码，它片内的外围电路通过外部接口总线接收其他CPU的控制；此时，它相当于一片非智能的逻辑芯片。
本实用新型在基于CPCI接口的MPC563板卡上，MPC563芯片工作在从模式下。它片上的外围电路作为I/O信号和PWM信号的产生逻辑，接收来自外部总线的控制而工作。板上的一片PLX公司的9054芯片作为CPCI接口器件，完成PCI总线到PowerPC总线的转换，使零槽主控板CPU能够通过PCI总线完成对MPC563芯片的控制，通过软件控制来产生用户需要的各种I/O信号、MDA信号、A/D信号和PWM信号等，实现设计功能。
多功能卡用于柴油机车辆的半实物仿真控制工作过程举例说明该多功能板卡作为外部设备卡，插入标准的CPCI总线的工控计算机的机箱中。该板提供16路DIO、8路PWM、8路MDA信号、32路A/D接口、2路CAN接口和2路RS-232接口。
工控计算机的主CPU可以是英特尔Pentium系列(也可以是其他高性能通用CPU，如Motorola PowerPC G4)。主CPU板上运行Windows操作系统和用户应用软件、仿真建模工具等软件。多功能板卡的DIO数字量信号线、A/D信号线和PWM脉宽调制信号线与一台柴油发动机的控制线路相连接。例如一台6气缸的柴油发动机，每个气缸需要一个电磁阀控制喷油量，每个电磁阀需要连接一路PWM信号作为开关控制信号，另外提供燃油压力的油泵也需要连接一路PWM信号作为压力控制信号。
发动机的实际转速通过传动轴直接连接的编码盘，将转速转换为脉冲信号，转速越高，脉冲间距越小。转速脉冲信号连接到MDA接口的输入端口。MDA接口可以捕获并测量脉冲间隔频率，以计算转速。8路MDA接口可以捕获8个这种类型的信号，除发动机转速外，还可以连接4个车轮的转速信号，计算车速以及车轮的打滑状况。
A/D信号线用于连接油门、刹车、发动机正时位置、角速度传感器、横向加速度传感器等模拟信号，并将这些模拟信号转换为便于CPU读取和运算的数字量。
用户在Windows中通过编程，就可以直接对该多功能板卡的所有信号端口操作。例如，通过输出数字量I/O端口给出选通信号可以接通发动机的启动电机，启动发动机，通过与油泵连接的PWM输出信号接通油泵，产生油压，通过与各气缸电磁阀连接的PWM输出信号，控制各气缸喷油时序和喷油量。用户程序通过与发动机转速编码盘连接的MDA号端口，可随时获取发动机的转速信息等。通过各种传感器输入的各种车辆运动状态如车轮打滑，车体侧滑，转向过度，转向不足，刹车ABS防抱死。这样就为使用者提供了一个理想的车辆控制开发平台，可以用来调试研究车辆以及发动机的最佳工作参数，分析运行特性等重要工作。
另外车辆还需要提供驾驶员仪表显示，需要显示的运算结果通过CAN总线进行实时传输，所有具有标准CAN接口的仪表或监测仪器都可以通过CAN总线提取所需的实时数据。RS232接口主要用于标准串口设备的通信。
这样用一块这样的多功能板卡，就可以实现一个完整的汽车电脑的全部主要功能。
以上所述多功能通讯卡，仅为本实用新型较佳的或有代表性的具体实施方式
，同时所述多功能通讯卡的结构也仅是有代表性的结构；但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种多功能通讯卡，其特征在于，由主控CPU芯片、外部设备互连总线PCI桥芯片、接口驱动模块与紧凑外部设备互连总线CPCI连接器组成；主控CPU芯片连接PCI桥芯片与接口驱动模块；PCI桥芯片连接CPCI连接器。
2.根据权利要求1所述的多功能通讯卡，其特征在于，所述的接口驱动模块包括数字量输入/输出DIO信号驱动模块、脉冲宽度调制PWM信号驱动模块、模块双动信号MDA驱动模块、模拟/数字转换A/D信号驱动模块、控制器局域网CAN总线驱动模块与串行通信RS232接口驱动模块；DIO信号驱动模块、PWM信号驱动模块、MDA驱动模块、A/D信号驱动模块、CAN总线驱动模块与RS232接口驱动模块分别连接主控CPU芯片。
3.根据权利要求2所述的多功能通讯卡，其特征在于，所述的DI/O信号驱动模块连接输入/输出IO信号接口；所述的PWM信号驱动模块连接PWM信号接口；所述的MDA驱动模块连接MDA接口；所述的A/D信号驱动模块连接A/D信号接口；所述的CAN总线驱动模块连接CAN总线接口；所述的RS232接口驱动模块连接RS232接口。
4.根据权利要求1或4所述的多功能通讯卡，其特征在于，所述的I/O信号接口、PWM信号接口与MDA接口合并成一个连接器与外部连接。
5.根据权利要求1所述的多功能通讯卡，其特征在于，所述的主控CPU芯片与PCI桥芯通过中央处理器总线PowerPC Bus连接。
6.根据权利要求1或5所述的多功能通讯卡，其特征在于，所述的主控CPU芯片为嵌入式CPU，采用Motorola公司的MPC563芯片。
7.根据权利要求1或5所述的多功能通讯卡，其特征在于，所述的PCI桥芯片为PLX公司的PLX9054芯片。
专利摘要本实用新型所述的多功能通讯卡，由主控CPU芯片、PCI桥芯片、接口驱动模块与紧凑外部设备互连总线CPCI连接器组成；主控CPU芯片连接PCI桥芯片与接口驱动模块；PCI桥芯片连接CPCI连接器。主控CPU芯片为嵌入式CPU，采用Motorola公司的MPC563芯片。MPC563芯片工作在从模式下，作为外部设备板卡插入系统总线。在软件开发上，用户不需要为开发MPC563芯片购买专用的开发软件和开发工具，只需用标准编程语言进行编程，用设备访问的方式就可以操作MPC563芯片上所有的信号接口，大大节约了开发成本。
文档编号G06F1/00GK2819274SQ200520018299
公开日2006年9月20日 申请日期2005年5月13日 优先权日2005年5月13日
发明者唐智勇, 孟凡良 申请人:北京华力创通科技有限公司