一种基于CPCI总线的数据处理板的制作方法

本实用新型属于计算机硬件技术领域，具体涉及一种基于CPCI总线的数据处理板，主要用于CPCI、PXI总线的自动化测试平台，将CPCI接口与控制总线集成于一体。

背景技术：

紧凑型外部设备互连总线(Compact Peripheral Component Interconnect，简称CPCI，中文又称紧凑型PCI)是国际工业计算机制造者联合或于1994年提出来的一种总线接口标准，是以CPCI电气规范为标准的高性能工业用总线。

在基于CPCI测试总线的产品中，需要有指令注入模块、故障序列注入模块、以及故障状态状态采集模块等功能模块，为了将各模块与CPCI总线进行连接通信，每个功能模块设计都需要设计CPCI通信接口模块和接口控制模块，不仅使得各功能模块的结构复杂、设计繁琐、效率低下，同时还提高了调试测试的难度。

鉴于此，本实用新型亟待提供一种基于CPCI总线的数据处理板，以解决现有技术的上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于CPCI总线的数据处理板，以解决现有技术中用于CPCI测试总线产品的功能模块均需要设计CPCI通信接口模块和接口控制模块，进而导致调试测试难度大的问题。

本实用新型提供了下述方案：

一种基于CPCI总线的数据处理板，包括：印制板和设置于所述印制板上的硬件单元，所述硬件单元包括FPGA模块、CPCI通信接口模块以及CPCI总线插接件、功能模块插接件，其中所述CPCI总线插接件与所述CPCI通信接口模块电连接，所述CPCI通信接口模块与所述FPGA模块电连接，所述FPGA模块与所述功能模块插接件电连接。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述印制板包括第一板和第二板，所述第一板安装有所述FPGA模块、所述CPCI通信接口模块、所述CPCI总线插接件以及所述功能模块插接件，所述第二板设有所述FPGA模块、所述CPCI通信接口模块、CPCI总线插接件以及所述功能模块插接件的电路。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述硬件单元还包括供电模块，所述供电模块安装在所述第一板上，并与所述FPGA模块、所述CPCI通信接口模块以及所述功能模块插接件电连接。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述供电模块包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元的供电电压为+5V，与所述FPGA模块、所述CPCI通信接口模块电连接；所述第二供电单元的供电电压为+12V，与所述功能模块插接件电连接。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述FPGA模块的I/O管脚有多个，多个所述I/O管脚均通过功能模块插接件引出。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述FPGA模块的I/O管脚的数量为82个。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述FPGA模块的I/O管脚为集成芯片的控制管脚和/或信号输入/输出的传输通道管脚。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述CPCI通信接口模块、所述FPGA模块和所述供电模块呈直线依次设置在所述第一板上，所述CPCI总线插接件置于直线的一侧，所述功能模块插接件置于直线的一侧，且所述CPCI总线插接件和所述功能模块插接件位于直线同一侧。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述第一板上还包括预留区域，所述预留区域用于安装附加需求的硬件单元。

如上所述的一种基于CPCI总线的数据处理板，进一步优选为，所述附加需求的硬件单元包括AD采集模块、时钟模块。

本实用新型与现有技术相比具有以下的优点：

本实用新型公开了一种基于CPCI总线的数据处理板，其包括：印制板和设置于所述印制板上的硬件单元，所述硬件单元包括FPGA模块、CPCI通信接口模块以及CPCI总线插接件、功能模块插接件，其中所述CPCI总线插接件与所述CPCI通信接口模块电连接，所述CPCI通信接口模块与所述FPGA模块电连接，所述FPGA模块与所述功能模块插接件电连接。本实用新型通过设置将CPCI通信接口模块和FPGA模块模块集成的数据处理板，实现CPCI总线和测试产品的连接，避免测试产品中不同功能模块中设置CPCI通信接口模块和插接件控制模块，降低了调试测试的难度，提高了测试效率，还降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型中一种基于CPCI总线的数据处理板的模块结构示意图；

图2为图1中数据处理板的正面结构布置图；

图3为图1中数据处理板的背面结构布置图。

附图标记说明：

1-第一板，2-FPGA模块，3-供电模块，4-CPCI通信接口模块，5-CPCI总线插接件，8-功能模块插接件，7-第二板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本实施例公开了一种基于CPCI总线的数据处理板，其包括印制板和设置于印制板上的硬件单元，所述硬件单元包括FPGA模块2、CPCI通信接口模块4以及CPCI总线插接件5、功能模块插接件8，其中所述CPCI总线插接件5与所述CPCI通信接口模块4电连接，所述CPCI通信接口模块4与所述FPGA模块2电连接，所述FPGA模块2与所述功能模块插接件8电连接，适于信号能够在CPCI总线、所述CPCI通信接口模块4、所述FPGA模块2以及功能模块之间传递。本实施例中印制板、所述CPCI总线插接件5、所述CPCI通信接口模块4、所述FPGA模块2、所述功能模块插接件8均为现有的硬件结构，可直接通过市售获取。本实施例通过设置具有所述FPGA模块2、所述CPCI通信接口模块4以及适于CPCI总线插接的所述CPCI总线插接件5和适于功能模块插接的所述功能模块插接件8的数据处理板，利用所述FPGA模块2和所述CPCI通信接口模块4的功能实现测试产品各功能模块与工控机CPCI总线的数据连通与处理，避免现有测试产品中需要在不同功能模块中设置CPCI通信接口模块4和插接件控制模块的问题，降低了调试测试的难度，提高了测试效率，还降低了成本。本实施例中，优选使用型号为EP2C20Q240C8N的FPGA模块，使用型号为PCI9054的CPCI通信接口模块。

一般情况下，上述实施例中的功能模块插接件8不与功能模块直接插接，而是通过外设接口板进行连接，功能模块插接于定制的外设接口板中，外设接口板插接在功能模块插接件8中，即图1中，外设接口板为与功能模块插接件通用输入输出接口。

上述结构中，CPCI通信接口模块、CPCI总线插接件和功能模块插接件均为CPCI插接件，且根据需要电连接的对象不同，CPCI插接件分为用于CPCI总线插接的CPCI-J1插接件、CPCI-J2插接件，以及用于与功能模块插接的CPCI-J3插接件、CPCI-J4(16)插接件和CPCI-J5(17)插接件。本实施例中，优选选用型号为M2R10PA5108N9L的CPCI-J1插接件，选用型号为HM2R71PA5108N9的CPCI-J3插接件，选用型号为M2R10PA5108N9L的CPCI-J1接插件，选用型号为HM2R70PA5108N9LF的CPCI-J5(17)接插件。

如图2-3所示，进一步的，在本实施例所公开的一种基于CPCI总线的数据处理板中，印制板包括第一板1和第二板7，所述第一板1安装有所述FPGA模块2、所述CPCI通信接口模块4、所述CPCI总线插接件5以及所述功能模块插接件8，所述第二板7设有所述FPGA模块2、所述CPCI通信接口模块4、所述CPCI总线插接件5以及所述功能模块插接件8的电路。本实施例通过所述第一板1和所述第二板7的设置使得各硬件单元和硬件单元的连接电路分离开来，不仅节省了空间，避免了插接件的重复设计，同时还使得电路的设计更加灵活，便于实现数据处理板的通用化。

进一步的，在本实施例所公开的一种基于CPCI总线的数据处理板中，硬件单元还包括供电模块3，所述供电模块3安装在所述第一板1上，适于为所述FPGA模块2、所述CPCI通信接口模块4以及所述功能模块插接件8供电；进一步的，所述供电模块3包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元的供电电压为+5V，与所述FPGA模块2、所述CPCI通信接口模块4电连接；所述第二供电单元的供电电压为+12V，与所述功能模块插接件8电连接，所述第一供电单元和所述第二供电单元的供电功率均为5W。优选的，为了满足新的隔离测试要求，本实施例中第一供电单元采用TEN5-0511型5V转5V隔离供电单元，第二供电单元采用TEN5-0522型5V转12V隔离供电单元，上述两个供电单元的能力能够满足绝大多数的应用需求。上述实施例中，所述第二供电单元通过功能模块插接件8给外设接口板供电，进而实现为功能模块供电。

进一步的，在本实施例所公开的一种基于CPCI总线的数据处理板中，FPGA模块2的I/O管脚有多个，多个I/O管脚均通过与其连接的所述功能模块插接件8引出，进而可连接更多的功能模块，实现了所述FPGA模块2的资源最大化利用；进一步的，所述FPGA模块2的I/O管脚的数量为82个，且所述FPGA模块2的I/O管脚为集成芯片的控制管脚和/或信号输入/输出的传输通道管脚。

进一步的，在本实施例所公开的一种基于CPCI总线的数据处理板中，器件排布时，所述CPCI通信接口模块4、所述FPGA模块2和所述供电模块3呈直线依次设置在所述第一板1上，所述CPCI总线插接件5置于直线的一侧，所述功能模块插接件8置于直线的一侧，且所述CPCI总线插接件5和所述功能模块插接件8位于直线同一侧。上述排布对硬件进行了功能分区，使其更加整齐，同时也方便电路的设计。如图2所示，A箭头表述数据处理板与主机的CPCI总线数据流流动方向，B箭头表示数据处理板与插接件板的I/O管脚插接件的数据流动方向。从数据流上来看，FPGA模块2是整个数据处理板的核心，其一端通过连接所述CPCI通信接口模块4以及所述CPCI总线插接件5完成与工控机间的数据通信，其通信通道的最高传输速率可达133MB/s；另一端82个I/O管脚通过其连接的所述功能模块插接件8引出，完成与功能模块的数据传输。

进一步的，在本实施例所公开的一种基于CPCI总线的数据处理板中，所述第一板1上还包括预留区域，预留区域用于安装附加需求的硬件单元；进一步的，附加需求的硬件单元包括AD采集模块、时钟模块。本实施例所公开的数据处理板上预留的各种资源比较丰富，所述第一板1中CPCI-J3插接件、CPCI-J4(16)插接件和CPCI-J5(17)插接件上共有节点315个，现在用了大概90个点，升级所述FPGA模块2后还可提供更多的I/O管脚；目前第一板1的空间比较空旷，升级后可以添加更多附加需求的硬件单元，如AD采集芯片、时钟芯片等。

进一步的，在本实施例所公开的一种基于CPCI总线的数据处理板中，数据处理板还包括：用于提供电复位信号的复位模块和复位驱动模块，用于使各外部插接件可直接使用；晶体振荡器，其与CPCI通信接口模块4电联接；CPCI总线配置模块，其与CPCI通信接口模块4电连接。优选的，本实施例中，使用型号为MAX706的复位模块，使用型号为93LC56的CPCI总线配置模块。

上述结构的设置，构成一种通用CPCI数据处理板，可解决当前基于CPCI总线测试的任务多、交付时间短、通用测试设备种类繁多的现状，可进一步减轻设计师工作负担，缩短产品研制周期，为设备及时交付用户提供保障，形成测试设备的通用化、产品化的特点。

此外，与数据处理版配套的，还设计了多种具有多种接口的外设接口板，且两种配合固化使用，固化后的数据处理板利用大量生产、提高了产品可靠性，简化了调试工作量，降低了成本；此外，其为外设接口板提供电源、复位信号和可编程I/O管脚，提高了外设接口板设计的灵活性，简化了外设接口板的设计工作量及难度，提高了新产品开发速度。

电源模块选用DIP24封装，如果将来插接件板需要更大功率，可以选用兼容封装功率更大的DC/DC模块。

进一步的，还包括：隔离模块，用于隔离信号干扰；本实施例中，选用型号为ADUM1402的隔离模块。

此外，除上述零部件外，本实施例所公开的一种基于CPCI总线的数据处理板中还包括用于构建电路的其他必要/非必要的功能性元器件，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。