一种主板与多个适配卡联合通信的方法及装置与流程

本发明涉及高速数字通信以及多个适配卡联合通信，信号采集和处理领域，主要涉及一种主板与多个适配卡联合通信的方法及装置。

背景技术：
当前，高速数字信号处理发展迅速，同时通信接口、通信电平多种多样，在此种情况下，在一个系统中，需要不同的适配卡来对通信接口，通信电平进行处理，同时和主板之间通过总线和控制信号进行通信。故接口定义和结构配合对数据通信、适配卡的功能实现以及适配卡的复用至关重要。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，如何实现主板和多个不同适配卡之间的联合通信，故提供一种主板与多个适配卡联合通信的方法及装置。为了解决上述问题，本发明公开了一种主板与多个适配卡联合通信的装置，包括一个主板，通过多个同一类型的板板连接器与所述主板连接的多个适配卡，其中：所述主板，接收各适配卡发送的接口数据，将该接口数据转换为本主板识别的数据格式后进行处理，以及将要传输给各适配卡的数据转换为所述接口数据后发送给对应的适配卡；所述适配卡，接收所述主板发送的接口数据，将该接口数据转换为本适配卡识别的数据格式后进行处理，以及将要传输给所述主板的数据转换为所述接口数据后发送给所述主板。较佳地，上述装置中，所述主板包括处理单元和接口单元，其中：所述处理单元，对所述接口单元发送的数据进行处理，以及将要传输给各适配卡的数据发送给所述接口单元；所述接口单元，接收各适配卡发送的接口数据，将该接口数据转换为本主板识别的数据格式发送给所述处理单元，以及接收所述处理单元发送的数据，并将该数据转换为所述接口数据后发送给对应的适配卡。较佳地，上述装置中，所述适配卡包括处理单元和接口单元，其中：所述处理单元，对所述接口单元发送的数据进行处理，以及将要传输给主板的数据发送给所述接口单元；所述接口单元，接收主板发送的接口数据，将该接口数据转换为本适配卡识别的数据格式发送给所述处理单元，以及接收所述处理单元发送的数据，并将该数据转换为所述接口数据后发送给所述主板。较佳地，上述装置中，所述主板发送给所述适配卡的接口数据，以及所述适配卡发送给所述主板的接口数据为相同或不同通信格式的数据。本发明还公开了一种主板与多个适配卡联合通信的方法，包括：主板通过多个同一类型的板板连接器接收多个适配卡发送的接口数据，将接收到的接口数据转换为本主板识别的数据格式后进行处理；当所述主板向各适配卡传输数据时，将所要传输的数据转换为所述接口数据后通过对应的板板连接器发送给对应的适配卡。较佳地，上述方法中，所述适配卡接收到所述主板发送的接口数据时，先将该接口数据转换为本适配卡识别的数据格式再进行处理；当所述适配卡向所述主板传输数据时，将所要传输的数据转换为所述接口数据后发送给所述主板。较佳地，上述方法中，所述主板发送给所述适配卡的接口数据，以及所述适配卡发送给所述主板的接口数据为相同或不同通信格式的数据。较佳地，上述方法还包括，事先设置所述板板连接器上的电源、总线接口和控制接口对应的管脚以及板板连接器上的总线信号和控制信号。较佳地，上述方法中，所述总线信号至少包括时钟信号(mCLK)、数据输入\输出信号(DI\DO)以及输入\输出控制信号(CSI\CSO)，其中，所述输入\输出控制信号(CSI\CSO)为周期信号。较佳地，上述方法中，所述输入\输出控制信号(CSI\CSO)的宽度与数据流量的大小成正比。本发明技术方案实现了主板和多个不同适配卡之间的正常通信。附图说明图1为本实施例中主板和多个适配卡的连接示意图；图2为本实施例中板板连接器上定义的总线数据时序图；图3为本实施例中板板连接器上定义的控制信号的读时序图；图4为本实施例中板板连接器上定义的控制信号的写时序图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。实施例1本实施例提供一种主板与多个适配卡联合通信的装置，其结构如图1所示，包括一个主板，通过多个同一类型的板板连接器与该主板连接的多个适配卡。其中，板板连接器的数量与适配卡的数量相同(本实施例如图1所示包括N个板板连接器和N个适配卡)。下面介绍各部分的功能。主板，用于接收各适配卡发送的接口数据，将该接口数据转换为本主板识别的数据格式后进行处理，以及将要传输给各适配卡的数据转换为所述接口数据后发送给对应的适配卡；具体地，主板又包括处理单元和接口单元。处理单元，主要对接口单元发送的数据进行处理，以及将要传输给各适配卡的数据发送给接口单元。接口单元，则用于接收各适配卡发送的接口数据，将该接口数据转换为本主板识别的数据格式发送给处理单元，以及接收处理单元发送的数据，并将该数据转换为所述接口数据后发送给对应的适配卡。其中，主板中的接口单元可采用专用接口芯片或FPGA(可编程逻辑门阵列)芯片来实现。而处理单元和接口单元可以是相互独立的芯片，也可以将这两个单元集成在一个芯片中实现。适配卡，接收主板发送的接口数据，将该接口数据转换为本适配卡识别的数据格式后进行处理，以及将要传输给主板的数据转换为接口数据后发送给所述主板。具体地，适配卡至少包括处理单元和接口单元。处理单元，对接口单元发送的数据进行处理，以及将要传输给主板的数据发送给接口单元。接口单元，接收主板发送的接口数据，将该接口数据转换为本适配卡识别的数据格式发送给处理单元，以及接收处理单元发送的数据，并将该数据转换为所述接口数据后发送给主板。其中，适配卡中的接口单元可采用专用接口芯片或FPGA(可编程逻辑门阵列)芯片来实现，本实施例中采用FPGA芯片，其配置采用Slaveserialmode。而处理单元和接口单元可以是相互独立的芯片，也可以将这两个单元集成在一个芯片中实现。在上述装置中，板板连接器上的信号定义需一致，以保证适配卡复用。其中，主板中的接口单元，以及与各适配卡中的接口单元可采用专用接口芯片或FPGA(可编程逻辑门阵列)芯片来实现，以保证主板与适配卡之间传输的数据为同一接口数据，从而实现多个适配卡在同一板板连接器上的复用。主板发送给适配卡的接口数据，以及适配卡发送给主板的接口数据为相同或不同通信格式的数据。也就是说，为了满足系统需求，要求主板通过板板连接器发给多个不同适配卡的信号定义一致。同样的，多个不同的适配卡各自通过板板连接器发给主板的信号定义也一致。而主板发给各适配卡的信号与各适配卡发给主板的信号，其定义可相同也可不同。优选地，上述装置中所采用的用于连接主板和多个适配卡的板板连接器为同一类型的板板连接器，需要合理选择，才可在保证多个适配卡复用同一板板连接器的同时不增加整个装置的尺寸。具体地，选择板板连接器时，至少需要考虑两方面内容。第一方面需要根据主板和适配卡高度和宽度的尺寸，选择合适的连接器。即先根据适配卡数量，机箱尺寸，同时考虑除适配卡之外的功能，确定主板尺寸。再根据适配卡功能确定尺寸。最终，根据主板和多个适配卡的高度的宽度尺寸确定连接器，即，所选择的板板连接器是同时满足主板和多个适配卡高度和宽度要求的板板连接器。其中，高度要求指，主板和各适配卡通过板板连接器连接后，两边的高度差在指定的范围内。而宽度要求则指，N个板板连接器并列后的宽度与N个适配卡并列后的宽度的差在指定范围内，其中，每个板板连接器的宽度与其管脚间距有关。第二方面根据主板与多个适配卡之间的信号线数量选择连接器。即所选择的板板连接器的信号线数量至少达到多个适配卡的信号线总数量。但优选方案中，考虑到系统的合理尺寸，所选择的板板连接器上的信号线数量比多个适配卡的信号线总数量多几条即可。另外，由于主板和多个不同的适配卡使用同一种板板连接器。故主板与适配卡的板板连接器分别为公头或者母座，不能混合。具体地，主板内的接口单元连接到各板板连接器的一端(如图1所示的板板连接器公头)的电源管脚、总线接口管脚和控制接口管脚连接。而各适配卡内的接口单元则分别连接到各板板连接器的另一端(如图1所示的板板连接器母头)的电源管脚、总线接口管脚和控制接口管脚。同时，主板还可通过控制信号，读取各适配卡上的设置，以区分不同的适配卡。在仔细分析主板和适配卡功能后，还要设置接口单元各个管脚的定义，以保证各个适配卡通用。但本申请并不限定详细信号接口种类和详细管脚定义，只要定义的管脚包括：电源、地，总线接口、控制接口等管脚即可。而适配卡在板板连接器上的安装方式可自由选择，即可以平行或者竖直放置，依系统而定。下面以具体应用为例，说明上述装置的工作过程。假设根据主板和各适配卡的需求，选用了同一类型的两对PMC连接器，型号为AMP公司的5120521-1和5120527-1。其中，将5120521-1焊接于主板上，称之为P4和P3，将5120527-1焊接于适配卡上，称之为P2和P1。P4和P2为一对，P3和P1为一对。此种连接结构更方便适配卡的复用。由于P2和P1是与P4和P3相对应的，故接下来通过表1和表2来说明P2和P1上信号的具体定义，而P4和P3上的信号定义不再赘述。表1为P1上的信号定义详解表：表2为P2上的信号定义详解表：按照上述表1和表2所定义的板板连接器上的信号中，总线信号的时序如图2所示。图中，mCLK时钟为50MHz，但由于mCLK时钟的设置直接影响到数据流量控制和数据处理，故可根据具体应用场景按需设置mCLK时钟的频率。另外，图2中所示的信号CSI和CSO之间相互独立工作，DI和DO分别依存于CSI和CSO。因此，也可对CSI和CSO的时序进行微调，如延时或者提前，以方便数据处理。申请人还考虑到为了方便数据流量控制和数据处理，要求信号DI和DO的数据总线宽度可控，本实施例中推荐将DI和DO的数据总线宽度设置为1-32位。同样地，为了方便数据流量控制和数据处理，要求CSI和CSO的宽度可控，且最好将CSI和CSO设置为周期信号。图2中所示的CSI和CSO即为宽度均为4个时钟的周期信号。但CSI和CSO的宽度并不限于4个时钟，其优选的宽度范围为1至25个时钟。按照上述表1和表2所定义的板板连接器上的信号中，控制信号的读操作过程如图3所示，写操作过程如图4所示。SDI，SDO，SCLK，SCS1可以组成第一组控制信号，用于主板对适配卡上的PROM内的信息进行读取，以确定适配卡的类型。SDI，SDO，SCLK，SCS2可以组成第二组控制信号，用于主板对适配卡上的FPGA内部寄存器(即适配卡上的接口单元和处理单元)的操作。另外，从表1和表2中可以看出，这两组控制信号复用了三个管脚，从而节省了硬件成本。这两组控制信号还采用了相同的时序，可简化软件处理。实施例2本实施例介绍一种主板与多个适配卡联合通信的方法，该方法可由上述实施例所提供的装置实现，具体地，该方法包括如下操作：主板通过多个同一类型的板板连接器接收多个适配卡发送的接口数据，将所接收的接口数据转换为本主板识别的数据格式后进行处理；当主板向各适配卡传输数据时，将所要传输的数据转换为接口数据后通过对应的板板连接器发送给对应的适配卡。当适配卡接收到上述主板发送的接口数据时，先将该接口数据转换为本适配卡识别的数据格式再进行处理；当适配卡向主板传输数据时，则将所要传输的数据转换为接口数据后发送给主板。其中，为了满足系统需求以极实现板板连接器的复用，要求主板通过板板连接器发给多个不同适配卡的数据为同一通信格式的数据，多个不同的适配卡各自通过板板连接器发给主板的数据均为同一通信格式的数据。而主板发给各适配卡的数据与各适配卡发给主板的数据，其通信格式可以相同，也可以不同。另外，上述方法还包括，事先设置所述板板连接器上的电源、总线接口和控制接口对应的管脚以及确定板板连接器上总线信号和控制信号的定义。具体地，可按照上述表1和表2设置板板连接器的各管脚及总线信号和控制信号。其中，总线信号至少包括时钟信号(mCLK)、数据输入\输出信号(DI\DO)以及输入\输出控制信号(CSI\CSO)。mCLK时钟的设置可直接影响到数据流量控制和数据处理，故可根据具体应用场景按需设置mCLK时钟的频率。信号CSI和CSO之间相互独立工作，DI和DO分别依存于CSI和CSO。可对CSI和CSO的时序进行微调，如延时或者提前，以方便数据处理。另外，为了方便数据流量控制和数据处理，要求信号DI和DO的数据总线宽度可控。例如，DI和DO的数据总线宽度可设置为1-32位。而信号CSI\CSO的宽度与数据流量的大小成正比，即信号CSI\CSO的宽度越宽，数据传输过程中的数据流量越大，因此，信号CSI和CSO的宽度可根据需要设置，且最好将CSI和CSO设置为周期信号。还需要说明的是，在设置信号宽度的过程中，信号CSI和CSO的数据总线宽度要一致。本申请中推荐CSI/CSO的宽度在1-25个时钟宽度范围。则，宽度设置为最小的1个时钟时，可以传输的数据流量最小，宽度设置为最大的25个时钟时，则可以传输的数据流量最大。具体地：设置每个时钟数据宽度为32bit，当CSI/CSO的宽度均为4个时钟时，传输的数据流量是4x32＝128bit。当CSI/CSO的宽度均为8个时钟，则可传输的数据流量是8x32＝256bit。控制信号根据功能可分为两组，第一组控制信号SDI，SDO，SCLK和SCS1，可用于主板对适配卡上的PROM内的信息进行读取，以确定适配卡的类型(即可区别不同的适配卡)。第二组控制信号SDI，SDO，SCLK和SCS2，可用于主板对适配卡上的FPGA内部寄存器(即适配卡上的接口单元和处理单元)的操作。且这两组控制信号复用了三个管脚，达到了节省硬件成本的效果。这两组控制信号还采用了相同的时序，简化了软件处理。本实施例中其他细节可参见上述实施例1中的描述。以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。