集成多种通讯功能的CPCI总线设备的制作方法

本实用新型涉及通讯技术领域，具体地指一种集成多种通讯功能的CPCI总线设备。

背景技术：

CPCI总线因其具有高开放性、高可靠性、可热插拔等优点，被广泛应用于航空航天、信息通信、工业控制、数据采集等领域。传统的CPCI总线设备通常采用标准架构的机箱，配以功能单一的标准板卡实现。如需实现人机交互、自动化测试等功能，则需外设显示器、键盘、鼠标等零散部件，另若需实现多种通讯功能，则需配套多块功能单一的通讯板卡。这种实现方式实时性不高、系统集成度低，体积和功耗较大，产品笨重便携性差，使用不方便。

技术实现要素：

本实用新型提供一种集成多种通讯功能的CPCI总线设备，可实现包括CAN通讯、RS422通讯、RS232通讯、千兆以太网通讯及1553B总线通讯的共5种通讯功能，并可实时将总线数据和处理结果打包存储。

为实现此目的，本实用新型所设计的集成多种通讯功能的CPCI总线设备，其特征在于：它包括电源板、计算机主板、多功能通讯板，其中，电源板的电源信号输出端分别连接计算机主板和多功能通讯板的电源信号输入端；

所述多功能通讯板包括FPGA、CPCI总线控制器、CAN控制器、电平转换器、FPGA配置器、CAN隔离收发器、RS422串口控制器、RS422隔离收发器、1553B总线通讯控制模块、隔离变压器和在线耦合器，所述CPCI总线控制器的FPGA通信接口连接FPGA的CPCI信号接口，CPCI总线控制器的CPCI信号接口通过CPCI总线连接计算机主板的CPCI信号接口；

所述CAN控制器的FPGA通信接口通过电平转换器连接FPGA的CAN总线接口，CAN控制器的CAN信号接口通过CAN隔离收发器连接多功能通讯板的CAN信号物理接口；

所述1553B总线通讯控制模块的FPGA通信接口连接FPGA的1553B信号接口，1553B总线通讯控制模块的两个1553B信号接口分别通过对应的隔离变压器连接在线耦合器的两路变压器信号接口，在线耦合器的1553B通讯接口连接多功能通讯板的1553B信号物理接口；

所述RS422串口控制器的FPGA通信接口连接FPGA的串口信号接口，RS422串口控制器的RS422信号接口通过RS422隔离收发器连接多功能通讯板的RS422信号物理接口；

所述FPGA配置器的配置信号接口连接FPGA的通信协议转换控制逻辑配置信号接口。

本实用新型采用模块化设计，集成度高，体积小，实现系统小型化、通用化、智能化，产品使用便携。

本实用新型集成了多种通讯功能的总线接口(CAN总线、CPCI总线、1553B、RS422)，可实现多类型信息交互和处理，实现了测试智能化、集成化、测试实时性高。

实用新型可实现包括CAN通讯、RS422通讯、RS232通讯、千兆以太网通讯及1553B总线通讯的共5种通讯功能，并可实时将总线数据和处理结果打包存储。以往型号产品实现此5种通讯功能至少需扩展4块通讯板卡，本实用新型仅需1块多功能通讯板即可实现，因此产品体积小，重量轻，使用便携方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型中多功能通讯板部分的结构框图。

其中，1—电源板、2—计算机主板、3—多功能通讯板、3.1—FPGA、3.2—CPCI总线控制器、3.3—CAN控制器、3.4—电平转换器、3.5—FPGA配置器、3.6—CAN隔离收发器、3.7—RS422串口控制器、3.8—RS422隔离收发器、3.9—1553B总线通讯控制模块、3.10—隔离变压器、3.11—在线耦合器、3.12—存储器、4—CPCI总线、5—底板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

本实用新型所设计的一种集成多种通讯功能的CPCI总线设备，如图1和2所示，它包括电源板1、计算机主板2、多功能通讯板3，其中，电源板1的电源信号输出端分别连接计算机主板2和多功能通讯板3的电源信号输入端；

所述多功能通讯板3包括FPGA3.1、CPCI总线控制器3.2、CAN控制器3.3、电平转换器3.4、FPGA配置器3.5、CAN隔离收发器3.6、RS422串口控制器3.7、RS422隔离收发器3.8、1553B总线通讯控制模块3.9、隔离变压器3.10和在线耦合器3.11，所述CPCI总线控制器3.2的FPGA通信接口连接FPGA3.1的CPCI信号接口，CPCI总线控制器3.2的CPCI信号接口通过CPCI总线4连接计算机主板2的CPCI信号接口；

所述CAN控制器3.3通过电平转换器3.4连接FPGA3.1的CAN总线接口，CAN控制器3.3的CAN信号接口通过CAN隔离收发器3.6(CAN总线的物理层)连接多功能通讯板3的CAN信号物理接口；

所述1553B总线通讯控制模块3.9的FPGA通信接口连接FPGA3.1的1553B信号接口，1553B总线通讯控制模块3.9的两个1553B信号接口分别通过对应的隔离变压器3.10连接在线耦合器3.11的两路变压器信号接口，在线耦合器3.11的1553B通讯接口连接多功能通讯板3的1553B信号物理接口；

所述RS422串口控制器3.7的FPGA通信接口连接FPGA3.1的串口信号接口，RS422串口控制器3.7的RS422信号接口通过RS422隔离收发器3.8连接多功能通讯板3的RS422信号物理接口；

上述技术方案中，CAN控制器3.3用于实现CAN总线的协议底层以及数据链路层。电平转换器3.4用于实现5V的CAN信号与3.3V的FPGA信号之间的信号匹配。

所述FPGA配置器3.5的配置信号接口连接FPGA3.1的通信协议转换控制逻辑配置信号接口。

上述技术方案中，所述电源板1用于将外部电源信号转化为系统所需的电压信号，由高功率密度电源模块、滤波电路，缓启动电路组成。电源转化效率高，电路抗干扰能力强。

上述技术方案中，所述CAN控制器3.3有两个，两个CAN控制器3.3的FPGA通信接口通过电平转换器3.4连接FPGA3.1的CAN总线接口，两个CAN控制器3.3的CAN信号接口分别通过对应的CAN隔离收发器3.6连接多功能通讯板3的两个CAN信号物理接口。

上述技术方案中，所述RS422隔离收发器3.8有两个，所述RS422串口控制器3.7的两个FPGA通信接口连接FPGA3.1的两个串口信号接口，RS422串口控制器3.7的两个RS422信号接口分别通过对应的RS422隔离收发器3.8连接多功能通讯板3的两个RS422信号物理接口。每个CAN隔离收发器3.6均由对应的隔离电源供电。

上述技术方案中，所述CPCI总线控制器3.2的数据存储接口连接存储器3.12。存储器3.12为带电可擦可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable read only memory)

上述技术方案中，它还包括底板5(6U CPCI底板)，所述底板5安装在机箱上，电源板1、计算机主板2和多功能通讯板3插装固定在底板上。打开前面板，可以将板卡取出或安装，操作方便，便于产品维护。产品使用时，打开上面板，可以看到显示器和键盘鼠标。所有通讯接口和电源开关位于机箱右面板。机箱左面板安装手提把手，方面携带。本实用新型采用加固抗振设计，箱体及印制板均考虑了防静电设计和屏蔽设计，外壳采用导电金属材料，防止静电积累，保证良好的电磁屏蔽效果，抗振动能力强、可靠性高，可适用于条件恶劣环境。

上述技术方案中，计算机主板2上设置显示器和一体式键盘鼠标。

上述技术方案中，所述FPGA3.1用于根据FPGA配置器3.5配置的通信协议转换控制逻辑，进行通信协议转换控制，分别将CAN通信信号、RS422通信信号和1553B通信信号与CPCI通信信号之间的转换，实现了多功能通讯板3与计算机主板2之间的数据交互。

上述技术方案中，FPGA3.1选用Xilinx公司的XQ2V1000-4FG456，FPGA配置器3.5选用Xilinx公司的XCF32PVO(G)48C，存储容量为32Mbits，实现数据的缓存和存储。CPCI总线控制器3.2选用PLX公司的PCI9056。FPGA3.1与CPCI总线控制器3.2连接，实现总线控制和各种通讯功能的控制。

CAN隔离收发器3.6型号选用TJA1040,传输速率可以达到1Mbps,CAN控制器3.3选用SJA1000,传输速率可以达到1Mbps。RS422串口控制器3.7选用TL16C754BPN，RS422隔离收发器3.8选用MAX1490。1553B总线通讯控制模块3.9选用HT-61843GB-1通讯控制模块，隔离变压器3.10选用HT-DB337/4A。

本实用新型工作过程为：外部CAN信号通过CAN隔离收发器3.6、CAN控制器3.3和电平转换器3.4传输到FPGA3.1中，外部1553B信号通过在线耦合器3.11、隔离变压器3.10和1553B总线通讯控制模块3.9传输到FPGA3.1中，外部RS422信号通过RS422隔离收发器3.8和RS422串口控制器3.7传输到FPGA3.1中，FPGA3.1根据FPGA配置器3.5配置的通信协议转换控制逻辑，进行通信协议转换控制，分别将CAN通信信号、RS422通信信号和1553B通信信号与CPCI通信信号之间的转换，实现了多功能通讯板3与计算机主板2之间的数据交互。

计算机主板2将CPCI总线数据存储在板载硬盘中，实现信息交互和存储，通过在机箱上安装自检插头，将通讯信号进行短接以实现自收发，从而实现功能自检。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。