一种多路开关量输入输出的方法以及设备与流程

本发明涉及计算机设备领域，特别涉及一种多路开关量输入输出的方法。本发明同时还涉及一种设备。

背景技术：

vpx总线来源于vme总线，是在vme系统的基础上增加了交换互连结构，是军用加固系列的新一代总线产品。vpx全部采用multigigrt2连接器，相对于传统针式连接器，这种高速差分连接器的硅晶片式结构具有连接紧密、插入损耗小和误码率低等优点。

尽管这种高速连接器牺牲了vpx与vme产品在硬件上的兼容性，但是在其他方面却带来一些优势。例如，可以直接从后背板配置快速输入输出（input/output，i/o）设备，避免了前端配置带来的维修和形状尺寸问题，同时大量的i/o管脚也以便于系统的升级和扩展。因此，vpx可以满足苛刻环境和大宽带的工业要求，受到了相关领域的高度重视。

现有的多路开关量输入输出方法采用vme系统，结构复杂，不能够根据需要配置各种输入输出的通道数，适用性较差。

技术实现要素：

本发明提供了一种多路开关量输入输出的方法，能够基于vpx架构进行设定，并且可以根据需要配置输入输出的通道数，结构简单，适用性强。该方法包括如下步骤：

将第一连接器通过桥接电路连接至可编程逻辑电路，其中，所述桥接电路用于实现外设组件高速互连pcie总线协议与本地总线协议的转换，所述可编程逻辑电路用于根据要求实现多路开关量的输入输出控制；

将第二连接器通过继电器连接至所述可编程逻辑电路；

将所述第二连接器通过光电隔离器连接至所述可编程逻辑电路。

优选的，所述将第二连接器通过继电器连接至所述可编程逻辑电路，包括：

将所述第二连接器通过所述继电器和继电器驱动连接至所述可编程逻辑电路。

优选的，所述方法还包括：将第三连接器连接至供电电源。

优选的，所述继电器为固态继电器。

相应的，本申请还提出了一种设备，包括：

第一连接器、第二连接器、桥接电路、继电器、光电隔离器和可编程逻辑电路，所述桥接电路用于实现外设组件高速互连pcie总线协议与本地总线协议的转换，所述可编程逻辑电路用于根据要求实现多路开关量的输入输出控制；

其中，所述第一连接器通过所述桥接电路连接至所述可编程逻辑电路，所述第二连接器通过所述继电器连接至所述可编程逻辑电路，所述第二连接器通过所述光电隔离器连接至所述可编程逻辑电路。

优选的，所述设备还包括：继电器驱动，其中，所述第二连接器通过所述继电器和所述继电器驱动连接至所述可编程逻辑电路。

优选的，所述设备还包括：第三连接器，所述第三连接器连接至供电电源。

优选的，所述继电器为固态继电器。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，将连接器分别通过桥接电路、继电器和光电隔离器连接至可编程逻辑电路，能够根据要求实现多路开关量的输入输出控制。结合vpx架构实现开关量的输入输出，能够根据需要任意配置各种输入输出的通道数。本申请结构简单，适用性强和操作性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例的多路开关量输入输出的方法的示意性流程图。

图2为本申请一个实施例的设备的示意框图。

图3为本申请又一实施例的设备的示意框图。

具体实施方式

应理解，本申请中的连接器可以为vpx连接器，vpx连接器可以采用multigigrt2连接器。本申请对连接器的类型不做限定。vpx结构可以为3uvpx结构，也可以为6uvpx结构。在3uvpx结构中，包括三个vpx连接器，分别为连接器p0，连接器p1和连接器p2。下面，本文将以3uvpx结构为例进行详细说明。

图1所示，为本申请一个实施例的多路开关量输入输出的方法的示意性流程图。具体地，本申请技术方案包括如下步骤：

s101，将第一连接器通过桥接电路连接至可编程逻辑电路，其中，桥接电路用于将外设组件高速互连pcie总线协议转换为本地总线协议，可编程逻辑电路用于根据要求实现多路开关量的输入输出控制；

s102，将第二连接器通过继电器连接至可编程逻辑电路；

s103，将第二连接器通过光电隔离器连接至可编程逻辑电路。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，将连接器分别通过桥接电路、继电器和光电隔离器连接至可编程逻辑电路，能够根据要求实现多路开关量的输入输出控制。结合vpx架构实现开关量的输入输出，能够根据需要任意配置各种输入输出的通道数。本申请结构简单，适用性强和操作性强。

应理解，本申请的连接器可以为vpx规范中的vpx连接器。若采用3uvpx架构，则根据vpx规范，第一连接器可以为p1连接器，第二连接器可以为p2连接器。

第一连接器通过桥接电路接连至可编程逻辑电路，在第一连接器中引入pcie总线，可以作为本板卡与上级板卡通讯的通信总线。

可选地，作为一个实施例，桥接电路可以采用plx公司的pex8311芯片实现外设组件高速互连（peripheralcomponentinterconnectexpress，pcie）总线协议与本地总线协议的转换。pex8311芯片同时具有正向桥和反向桥，可以实现两种总线之间的互相转换。同时，pex8311芯片的专有软件可以实现配置芯片参数的轻松写入。应理解，本申请对桥接电路的芯片类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

可选地，作为一个实施例，可编程逻辑电路可以采用altera公司的fpga芯片ep3c5e144i7n。该可编程逻辑电路可以通过本地总线完成与上级板卡的通讯，根据上级板卡的要求完成各路开关量的输出，同时可以将各路开关量的输入状态传送至上级板卡。应理解，本申请对可编辑逻辑电路的芯片类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

第二连接器上的信号可以为用户自定义信号，该自定义信号可以作为多路开关量输入输出信号用。第二连接器可以分别通过继电器和光电隔离电路连接至可编程逻辑电路。

可选地，作为一个实施例，步骤s102可以具体包括：

将所述第二连接器通过所述继电器和继电器驱动连接至所述可编程逻辑电路。

可选地，作为一个实施例，继电器可以为固态继电器。

具体地，继电器可以选用avago公司的assr1410。该继电器为固态继电器，其工作原理与传统的继电器不同，其吸合和断开依靠光电感应完成继电器的动作。而且，这种继电器封装尺寸小，且为贴片形式芯片。这样，在满足3uvpx结构对空间和限高要求的基础上，相对于传统继电器尺寸大且为直插型期间，该继电器的优势较为明显。应理解，本申请对继电器类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

继电器的控制信号可以由现场可编程门阵列（fieldprogrammablegatearray，fpga）输出，其信号的驱动能力有限，可以添加一个继电器驱动，来保证继电器的准确性，避免产生误操作。可选地，作为一个实施例，继电器驱动芯片可以选择ti公司的uln2003，该驱动器由达林顿管构成，包括7路信号驱动通道，信号线少，使用方法简单。应理解，本申请对继电器驱动的芯片类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

可选地，作为一个实施例，s103中的光电隔离器可以实现各路开关量的输入输出，外部进入到本板卡的信号可以进行相应的隔离处理。开关量信号通常为高电压信号（例如28v），光电隔离器可以避免外部高电压信号影响板卡工作。同时，光电隔离器还可以将高压信号转换为fpga可接受的输入输出电压（例如为3.3v），以便于主板响应各路开关输入输出状态。应理解，本申请对光电隔离器的类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

可选地，作为一个实施例，本申请还可以包括：

将第三连接器连接至供电电源。

应理解，根据vpx规范，该第三连接器可以为连接器p0。该第三连接器可以引入板卡供电电源，为板卡供电。其中，vpx规范中包括12v、5v和3.3v，本申请可以选用5v作为主供电。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，将连接器分别通过桥接电路、继电器和光电隔离器连接至可编程逻辑电路，能够根据要求实现多路开关量的输入输出控制。结合vpx架构实现开关量的输入输出，能够根据需要任意配置各种输入输出的通道数。本申请结构简单，适用性强和操作性强。

为达到以上技术目的，本申请还提出了一种设备，如图2所示，该设备20包括：

第一连接器21、第二连接器22、桥接电路23、继电器24、光电隔离器25和可编程逻辑电路26，所述桥接电路用于实现外设组件高速互连pcie总线协议与本地总线协议的转换，所述可编程逻辑电路用于根据要求实现多路开关量的输入输出控制；

其中，所述第一连接器通过所述桥接电路连接至所述可编程逻辑电路，所述第二连接器通过所述继电器连接至所述可编程逻辑电路，所述第二连接器通过所述光电隔离器连接至所述可编程逻辑电路。

在具体的应用场景中，该设备还包括：继电器驱动，其中，所述第二连接器通过所述继电器和所述继电器驱动连接至所述可编程逻辑电路。

在具体的应用场景中，该设备还包括：第三连接器，所述第三连接器连接至供电电源。

在具体的应用场景中，所述继电器为固态继电器。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，将连接器分别通过桥接电路、继电器和光电隔离器连接至可编程逻辑电路，能够根据要求实现多路开关量的输入输出控制。结合vpx架构实现开关量的输入输出，能够根据需要任意配置各种输入输出的通道数。本申请结构简单，适用性强和操作性强。

图3是本申请又一实施例的设备的示意框图。该设备30包括vpx连接器31，vpx连接器32，vpx连接器33，供电电源34，桥接电路35，可编程逻辑电路36，继电器37，继电器驱动38，光电隔离器39。

其中，vpx连接器31连接至供电电源34，vpx连接器32通过桥接电路35连接至可编程逻辑电路36，vpx连接器33通过继电器37和继电器驱动38连接至可编程逻辑电路36，vpx连接器33通过光电隔离器39连接至可编程逻辑电路36。

应理解，在3uvpx结构中，包括三个vpx连接器，分别为连接器p0，连接器p1和连接器p2。本申请中，vpx连接器31可以为连接器p0，vpx连接器32可以为连接器p1，vpx连接器33可以为连接器p2。

应理解，根据vpx规范，该vpx连接器31可以为连接器p0。该vpx连接器31可以引入板卡供电电源，为板卡供电。其中，vpx规范中包括12v、5v和3.3v，本申请可以选用5v作为主供电。

vpx连接器32通过桥接电路接连至可编程逻辑电路，在vpx连接器32中引入pcie总线，可以作为本板卡与上级板卡通讯的通信总线。

可选地，作为一个实施例，桥接电路可以采用plx公司的pex8311芯片实现pcie总线协议与本地总线协议的转换。pex8311芯片同时具有正向桥和反向桥，可以实现两种总线之间的互相转换。同时，pex8311芯片的专有软件可以实现配置芯片参数的轻松写入。应理解，本申请对桥接电路的芯片类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

可选地，作为一个实施例，可编程逻辑电路可以采用altera公司的fpga芯片ep3c5e144i7n。该可编程逻辑电路可以通过本地总线完成与上级板卡的通讯，根据上级板卡的要求完成各路开关量的输出，同时可以将各路开关量的输入状态传送至上级板卡。应理解，本申请对可编辑逻辑电路的芯片类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

vpx连接器33上的信号可以为用户自定义信号，该自定义信号可以作为多路开关量输入输出信号用。vpx连接器33可以分别通过继电器和光电隔离电路连接至可编程逻辑电路。

具体地，继电器可以选用avago公司的assr1410。该继电器为固态继电器，其工作原理与传统的继电器不同，其吸合和断开依靠光电感应完成继电器的动作。而且，这种继电器封装尺寸小，且为贴片形式芯片。这样，在满足3uvpx结构对空间和限高要求的基础上，相对于传统继电器尺寸大且为直插型期间，该继电器的优势较为明显。应理解，本申请对继电器类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

继电器的控制信号可以由fpga输出，其信号的驱动能力有限，可以添加一个继电器驱动，来保证继电器的准确性，避免产生误操作。可选地，作为一个实施例，继电器驱动芯片可以选择ti公司的uln2003，该驱动器由达林顿管构成，包括7路信号驱动通道，信号线少，使用方法简单。应理解，本申请对继电器驱动的芯片类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

可选地，作为一个实施例，光电隔离器可以实现各路开关量的输入输出，外部进入到本板卡的信号可以进行相应的隔离处理。开关量信号通常为高电压信号（例如28v），光电隔离器可以避免外部高电压信号影响板卡工作。同时，光电隔离器还可以将高压信号转换为fpga可接受的输入输出电压（例如为3.3v），以便于主板响应各路开关输入输出状态。应理解，本申请对光电隔离器的类型不做限定，只要能实现本申请提出的功能即可。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，将连接器分别通过桥接电路、继电器和光电隔离器连接至可编程逻辑电路，能够根据要求实现多路开关量的输入输出控制。结合vpx架构实现开关量的输入输出，能够根据需要任意配置各种输入输出的通道数。本申请结构简单，适用性强和操作性强。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。