专利名称：应用于can总线的热插拔适配装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适配装置；具体涉及一种热插拔适配装置。
背景技术：
热插拔是指将板卡从加有电源的主板、背板或服务器等设备上插入或拔 出，其最基本的目的是要求带电拔插单板而不影响整个系统运行，以便维修故 障板或重新配置系统；热插拔技术可以提供有计划地访问热插拔设备，允许在 不停机或很少需要操作人员参与的情况下，实现故障恢复和系统重新配置。
目前CAN总线设备的热插拔适配器采用两路支持热插拔的CAN收发器、 两路CAN总线控制器及一个主控器实现，两路CAN总线控制器分别缓冲来 自两端的CAN总线数据，然后向另一端转发。这种适配器增加了 CAN总线 数据传输的延迟，降低了总线的效率，并且适配器对于两端的CAN设备来说 不是透明的，插入的CAN设备将不会参与总线仲裁等总线活动，CAN总线上 数据包顺序也不能得到保证。
发明内容
本发明为了解决现有的热插拔适配器存在的CAN总线数据传输延迟长、 总线效率低且对于两端CAN设备不透明的问题，而提出的一种应用于CAN 总线的热插拔适配装置。
应用于CAN总线的热插拔适配装置，它由工作电源模块和信号连接组件 组成；工作电源模块的电源输入端与电源相连，工作电源模块的电源输出端与 信号连接组件的电源输入端相连；信号连接组件的信号输入输出端与即插即用 的CAN总线设备的信号输出输入端相连，信号连接组件的信号输出输入端与 不支持热插拔的CAN总线设备的信号输入输出端相连；所述信号连接组件包 括两个CAN收发器模块和现场可编程门阵列模块；两个CAN收发器模块既 第一 CAN收发器模块和第二 CAN收发器模块；第一 CAN收发器模块的第一 信号输入输出端既信号连接组件的信号输入输出端，第一 CAN收发器模块的 第二信号输出端与现场可编程门阵列模块的第一信号输入端相连；现场可编程 门阵列模块的第一信号输出端与第二 CAN收发器模块的第二信号输入端相 连，第二 CAN收发器模块的第一信号输出输入端既信号连接组件的信号输出输入端；第二 CAN收发器模块的第三信号输出端与现场可编程门阵列模块的 第二信号输入端相连，现场可编程门阵列模块的第二信号输出端与第一 CAN 收发器模块的第三信号输入端相连。
本发明的现场可编程门阵列模块2-1可以使CAN总线数据传输延迟縮短、 总线效率提高且对于两端CAN设备透明，两端的CAN设备无需做任何调整， 即可支持热插拔。同时它还具有对于需要很长时间启动的复杂被测系统，不断 电插拔测试设备，提高测试效率；通过热插拔各种不同功能的测试设备，被测 系统只需使用一个测试接口即可完成多个测试任务；对于需要长时间工作的被 测系统，可以随时使用支持热插拔的测试设备监视系统的运行状况等等。本发 明可广泛适用于各种随时使用支持热插拔的测试设备。
图l为本发明的结构示意图；图2为具体实施方式
一的结构示意图；图3 为具体实施方式
二的结构示意图；图4为工作电源模块1的电路结构示意图； 图5为本发明的工作逻辑框图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式由工作 电源模块1和信号连接组件2组成;工作电源模块1的电源输入端与电源相连， 工作电源模块1的电源输出端与信号连接组件2的电源输入端相连;信号连接 组件2的信号输入输出端与即插即用的CAN总线设备4的信号输出输入端相 连，信号连接组件2的信号输出输入端与不支持热插拔的CAN总线设备3的 信号输入输出端相连；所述信号连接组件2包括两个CAN收发器模块和现场 可编程门阵列模块2-1;两个CAN收发器模块既第一 CAN收发器模块2-2和 第二 CAN收发器模块2-3;第一 CAN收发器模块2-2的第一信号输入输出端 既信号连接组件2的信号输入输出端，第一 CAN收发器模块2-2的第二信号 输出端与现场可编程门阵列模块2-l的第一信号输入端相连；现场可编程门阵 列模块2-1的第一信号输出端与第二 CAN收发器模块2-3的第二信号输入端 相连，第二 CAN收发器模块2-3的第一信号输出输入端既信号连接组件2的 信号输出输入端；第二 CAN收发器模块2-3的第三信号输出端与现场可编程 门阵列模块2-l的第二信号输入端相连，现场可编程门阵列模块2-l的第二信号输出端与第一 CAN收发器模块2-2的第三信号输入端相连。
具体实施方式
二结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方 式一不同点在于信号连接组件2还包括四个高速光耦模块，既第一高速光耦模 块2-4、第二高速光耦模块2-5、第三高速光耦模块2-6和第四高速光耦模块 2-7;第一 CAN收发器模块2-2的第二信号输出端通过第二高速光耦模块2-5 与现场可编程门阵列模块2-l的第一信号输入端相连；现场可编程门阵列模块 2-1的第一信号输出端通过第三高速光耦模块2-6与第二 CAN收发器模块2-3 的第二信号输入端相连；第二 CAN收发器模块2-3的第三信号输出端通过第 四高速光耦模块2-7与现场可编程门阵列模块2-l的第二信号输入端相连；现 场可编程门阵列模块2-1的第二信号输出端通过第一高速光耦模块2-4与第一 CAN收发器模块2-2的第三信号输入端相连。其它组成和连接方式与具体实 施方式一相同。增加高速光耦模块的目的在于进一步隔离了总线与设备，使现 场可编程门阵列模块2-1能够根据电路的延迟参数对转发时序进行调整。
具体实施方式
三结合图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方 式一不同点在于所述工作电源模块l由第一芯片U1、开关F1、第一发光二极 管D1、第一场效应管Q1、第一电容C1 第六电容C6、第十一电容C11 第 十三电容C13、第一电阻Rl、第二电阻R2和第六电阻R6 第九电阻R9组成； 第十三电容C13的一端分别与第九电阻R9的一端、第一电容C1的一端、第 六电阻R6的一端、第十一电容C11的一端、第七电阻R7的一端、第二电容 C2的一端、第一芯片U1的管脚VCC和第一电阻R1的一端相连；第十三电 容C13的另一端接地，第九电阻R9的另一端与第一发光二极管Dl的阳极相 连，第一发光二极管D1的阴极与第一芯片U1的管脚FAULT相连；第一电容 Cl的另一端分别与第八电阻R8的一端和第一芯片Ul的管脚REF相连，第 六电阻R6的另一端分别与第八电阻R8的另一端、第十一电容Cll的一端和 第一芯片Ul的管脚IMAX相连，第七电阻R7的另一端与第一芯片Ul的管 脚PLIM相连；第二电容C2的另一端接地；第六电容C6的一端分别与第一 芯片Ul的管脚L/R和地电源相连，第六电容C6的另一端与第一芯片Ul的 管脚CT相连，第一芯片U1的管脚GND接地；第一电阻R1的另一端分别与 第一芯片Ul的管脚SENSE和第一场效应管Ql的漏极相连，第一场效应管Ql的栅极与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端与第一芯片Ul 的管脚OUT相连，第一场效应管Ql的源极分别与第一芯片Ul的管脚 VOUTS、第五电容C5的一端、第十二电容C12的一端和开关Fl的一端相连； 第五电容C5的另一端与第一芯片Ul的管脚VPUMP相连，第十二电容C12 的另一端接地；第四电容C4的两端分别与第一芯片Ul的管脚OSCB和管脚 PMPB相连；第三电容C3的两端分别与第一芯片Ul的管脚PMP和管脚OSC 相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
本发明的工作原理CAN总线是半双工的总线，即CAN总线控制器发送 数据时，自身将接收到相同的数据；CAN总线上的电平采用线与的方式，即 当总线上任何一个设备驱动总线为低时，总线电平即为低。为了避免线路延时 造成CAN总线数据冲突，本发明采用现场可编程门阵列模块2-1进行时序调 整。现场可编程门阵列模块2-1的工作频率较CAN总线的通讯速率要高很多， 即在CAN总线上的一位数据的持续时间里，现场可编程门阵列模块2-1将工 作200 300个周期。此外，现场可编程门阵列模块2-l不断监视两端的CAN 总线。如图5所示，现场可编程门阵列模块2-1逻辑中的状态机工作流程如下
1、 如果热插拔使能信号无效，状态机将始终处理空闲状态；
2、 在空闲状态，如果任何一端的CAN总线被驱动为低，则那一端将被 视为本次通信的主动驱动端，现场可编程门阵列模块2-l将总线通路打开，以 驱动另一端。
3、 当主动驱动端停止驱动总线为低时，现场可编程门阵列模块2-1此时 将关闭总线一小段时间。这一小段时间将由整个电路的延时决定，因为关闭总 线是要避开由于线路延时可能导致的总线冲突。前提是线路的延时足够短，远 小于通信的比特率周期。
4、 等到延时结束后，状态机重新进入空闲态。
权利要求
1、应用于CAN总线的热插拔适配装置，其特征在于它由工作电源模块(1)和信号连接组件(2)组成；工作电源模块(1)的电源输入端与电源相连，工作电源模块(1)的电源输出端与信号连接组件(2)的电源输入端相连；信号连接组件(2)的信号输入输出端与即插即用的CAN总线设备(4)的信号输出输入端相连，信号连接组件(2)的信号输出输入端与不支持热插拔的CAN总线设备(3)的信号输入输出端相连；所述信号连接组件(2)包括两个CAN收发器模块和现场可编程门阵列模块(2-1)；两个CAN收发器模块既第一CAN收发器模块(2-2)和第二CAN收发器模块(2-3)；第一CAN收发器模块(2-2)的第一信号输入输出端既信号连接组件(2)的信号输入输出端，第一CAN收发器模块(2-2)的第二信号输出端与现场可编程门阵列模块(2-1)的第一信号输入端相连；现场可编程门阵列模块(2-1)的第一信号输出端与第二CAN收发器模块(2-3)的第一信号输入端相连，第二CAN收发器模块(2-3)的第二信号输出输入端既信号连接组件(2)的信号输出输入端；第二CAN收发器模块(2-3)的第三信号输出端与现场可编程门阵列模块(2-1)的第二信号输入端相连，现场可编程门阵列模块(2-1)的第二信号输出端与第一CAN收发器模块(2-2)的第三信号输入端相连。
2、 根据权利要求1所述的应用于CAN总线的热插拔适配装置，其特征在于信号连接组件(2)还包括四个高速光耦模块，既第一高速光耦模块(2-4)、第二高速光耦模块(2-5)、第三高速光耦模块(2-6)和第四高速光耦模块(2-7);第一 CAN收发器模块(2-2)的第二信号输出端通过第二高速光耦模块(2-5)与现场可编程门阵列模块(2-l)的第一信号输入端相连；现场可编程门阵列模块(2-l)的第一信号输出端通过第三高速光耦模块(2-6)与第二 CAN收发器模块(2-3)的第二信号输入端相连；第二 CAN收发器模块(2-3)的第三信号输出端通过第四高速光耦模块(2-7)与现场可编程门阵列模块(2-l)的第二信号输入端相连；现场可编程门阵列模块(2-l)的第二信号输出端通过第一高速光耦模块(2-4)与第一CAN收发器模块(2-2)的第三信号输入端相连。
3、 根据权利要求1所述的应用于CAN总线的热插拔适配装置，其特征在于所述工作电源模块(1)由第一芯片(U1)、开关(F1)、第一发光二极管(D1)、第一场效应管(Q1)、第一电容(C1) 第六电容(C6)、第十一电容(C11) 第十三电容(C13)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第六电阻(R6) 第九电阻(R9)组成；第十三电容(C13)的一端分别与第九电阻(R9)的一端、第一电容(C1)的一端、第六电阻(R6)的一端、第十一电容(C11)的一端、第七电阻(R7)的一端、第二电容(C2)的一端、第一芯片(U1)的管脚(VCC)和第一电阻(R1)的一端相连；第十三电容(C13)的另一端接地，第九电阻(R9)的另一端与第一发光二极管(D1)的阳极相连，第一发光二极管(D1)的阴极与第一芯片(U1)的管脚(FAULT滩连；第一电容(C1)的另一端分别与第八电阻(R8)的一端和第一芯片(U1)的管脚(REF)相连，第六电阻(R6)的另一端分别与第八电阻(R8)的另一端、第十一电容(Cll)的一端和第一芯片(U1)的管脚(IMAX)相连，第七电阻(R7)的另一端与第一芯片(U1)的管脚(PLIM)相连；第二电容(C2)的另一端接地；第六电容(C6)的一端分别与第一芯片(U1)的管脚(L/R)和地电源相连，第六电容(C6)的另一端与第一芯片(U1)的管脚(CT)相连，第一芯片(U1)的管脚(GND)接地；第一电阻(R1)的另一端分别与第一芯片(U1)的管脚(SENSE)和第一场效应斷Q1)的漏极相连，第一场效应管(Q1)的栅极与第二电阻(R2)的一端相连，第二电阻(R2)的另一端与第一芯片(Ul)的管脚(OUT)相连，第一场效应管(Ql)的源极分别与第一芯片(Ul)的管脚(VOUTS)、第五电容(C5)的一端、第十二电容(C12)的一端和开关(F1)的一端相连；第五电容(C5)的另一端与第一芯片(U1)的管脚(VPUMP滩连，第十二电容(C12)的另一端接地;第四电容(C4)的两端分别与第一芯片(U1)的管脚(OSCB)和管脚(PMPB)相连；第三电容(C3)的两端分别与第一芯片(U1)的管脚(PMP)和管脚(OSC)相连。
全文摘要
应用于CAN总线的热插拔适配装置，涉及适配装置。它为解决现有的热插拔适配器存在CAN总线数据传输延迟长、总线效率低且对于两端CAN设备不透明的问题而提出的。它由工作电源模块和信号连接组件组成；工作电源模块的电源输入端与电源相连，工作电源模块的电源输出端与信号连接组件的电源输入端相连；信号连接组件的信号输入输出端与即插即用的CAN总线设备的信号输出输入端相连，信号连接组件的信号输出输入端与不支持热插拔的CAN总线设备的信号输入输出端相连；所述信号连接组件包括两个CAN收发器模块和现场可编程门阵列模块。它具有数据传输延迟缩短、总线效率高且对两端CAN设备透明的优点，可广泛适用于随时使用支持热插拔的测试设备。
文档编号H04L12/40GK101515878SQ20091007166
公开日2009年8月26日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者刘兆庆, 宇 彭, 彪 王, 罗杰俊, 赵光权 申请人:哈尔滨工业大学