VxWorks下CPCI总线开关量与模拟量输出模块硬件架构与时序可配置驱动方法
【专利摘要】VxWorks下CPCI总线开关量与模拟量输出模块硬件架构与时序可配置驱动方法，本发明涉及CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构与输出时序可配置驱动方法。本发明是要解决现有的设备驱动程序无法实现开关量输出与模拟量输出在时序上配合的问题。VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出模块：包括CPCI总线，PCI9054接口转换芯片，配置芯片，FPGA可编程逻辑器件，配置供电与输出部分；CPCI总线模拟量输出模块：包括CPCI总线，PCI9054接口转换芯片，配置芯片，FPGA可编程逻辑器件，配置供电，DAC芯片，隔离输出与信号输出接口。本发明应用于计算机程序领域。
【专利说明】VxWorks下CPCI总线开关量与模拟量输出模块硬件架构与
时序可配置驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构与输出时序可配置驱动方法，属于计算机程序领域。
【背景技术】
[0002]Vxfforks操作系统下基于CPCI总线的开关量输出设备及模拟量输出设备作为常用的测试模块，已经广泛的应用在自动测试系统中。设备的驱动程序作为应用程序与底层硬件通信的桥梁，应用程序通过设备的驱动程序实现对底层硬件的控制。在某些特定的测试系统应用中，用户根据需要在进行开关量输出的同时，需要模拟量输出在时序上的配合，而现有设备的驱动程序只能实现对开关量模块及模拟量输出模块单独的控制，并不能实现开关量输出与模拟量输出的配合。
【发明内容】
[0003]本发明是要解决现有的设备驱动程序只能实现对开关量模块及模拟量输出模块单独的控制，无法实现开关量输出与模拟量输出在时序上配合的问题，而提供了 VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出时序可配置驱动方法。
[0004]Vxfforks操作系统下CPCI总线开关量输出模块:包括CPCI总线，PCI9054接口转换芯片，配置芯片，FPGA可编程逻辑器件，配置供电与输出部分；其中，所述输出部分包括达林顿管驱动阵列，回读电路，继电器输出阵列与信号输出接口；
[0005]所述PCI9054接口转换芯片分别连接有CPCI总线、配置芯片与FPGA可编程逻辑器件，所述FPGA可编程逻辑器件另两端分别连有配置供电与输出部分；
[0006]所述FPGA可编程逻辑器件输出端与达林顿管驱动阵列输入端相连，所述达林顿管驱动阵列输出端与继电器输出阵列输入端相连，所述继电器输出阵列输出端一端连有信号输出接口，所述继电器输出阵列输出端另一端与回读电路输入端相连，所述回读电路输出端与FPGA可编程逻辑器件输入端相连；
[0007]CPCI总线模拟量输出模块:包括CPCI总线，PCI9054接口转换芯片，配置芯片，FPGA可编程逻辑器件,配置供电，DAC芯片，隔尚输出与信号输出接口 ；
[0008]所述PCI9054接口转换芯片分别连接有CPCI总线、配置芯片与FPGA可编程逻辑器件，所述FPGA可编程逻辑器件另一端连有配置供电，所述FPGA可编程逻辑器件输出端与DAC芯片输入端相连，所述DAC芯片输出端与隔离输出输入端相连，所述隔离输出输出端与信号输出接口相连。
[0009]Vxfforks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出时序可配置驱动方法按以下步骤实现:
[0010]一、用户根据需要将CPCI总线开关量输出配置信息、所需CPCI总线模拟量输出配置信息与延时输出配置信息写到可配置驱动程序中；[0011]二、可配置驱动程序在已开发好的底层硬件功能函数接口基础上根据步骤一所述用户配置信息重新封装一次驱动接口函数，在应用程序调用驱动接口函数时，根据用户在驱动程序中设定好的电路功能，返回用户所需的电路输出状态数据。
[0012]发明效果:
[0013]本发明提出了 VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出时序可配置驱动方法，当用户根据需要在进行开关量输出的同时，需要对应的模拟量输出在时序上的配合时，可配置驱动程序可以实现上述的要求，且灵活性好。
[0014]I)、本发明的CPCI设备可配置驱动程序可以实现开关量输出，模拟量配合输出的要求；
[0015]2)、本发明的CPCI设备可配置驱动程序可以满足开关量输出与模拟量输出在时序上的要求；
[0016]3)、本发明的CPCI设备可配置驱动程序具有独立性与通用性，可应用于其它方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是【具体实施方式】一中基于CPCI总线的开关量输出模块的硬件架构图；
[0018]图2是【具体实施方式】一中基于CPCI总线的模拟量输出模块硬件模块架构图；
[0019]图3是【具体实施方式】八中可配置驱动程序的流程图。
【具体实施方式】
[0020]【具体实施方式】一:本实施方式的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出模块:包括CPCI总线，PCI9054接口转换芯片，配置芯片，FPGA可编程逻辑器件，配置供电与输出部分；其中，所述输出部分包括达林顿管驱动阵列，回读电路，继电器输出阵列与信号输出接口 ；
[0021]所述PCI9054接口转换芯片分别连接有CPCI总线、配置芯片与FPGA可编程逻辑器件，所述FPGA可编程逻辑器件另两端分别连有配置供电与输出部分；
[0022]所述FPGA可编程逻辑器件输出端与达林顿管驱动阵列输入端相连，所述达林顿管驱动阵列输出端与继电器输出阵列输入端相连，所述继电器输出阵列输出端一端连有信号输出接口，所述继电器输出阵列输出端另一端与回读电路输入端相连，所述回读电路输出端与FPGA可编程逻辑器件输入端相连；
[0023]CPCI总线模拟量输出模块:包括CPCI总线，PCI9054接口转换芯片，配置芯片，FPGA可编程逻辑器件,配置供电，DAC芯片，隔尚输出与信号输出接口 ；
[0024]所述PCI9054接口转换芯片分别连接有CPCI总线、配置芯片与FPGA可编程逻辑器件，所述FPGA可编程逻辑器件另一端连有配置供电，所述FPGA可编程逻辑器件输出端与DAC芯片输入端相连，所述DAC芯片输出端与隔离输出输入端相连，所述隔离输出输出端与信号输出接口相连。
[0025]本实施方式效果:
[0026]本实施方式提出了 VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出时序可配置驱动方法，当用户根据需要在进行开关量输出的同时，需要对应的模拟量输出在时序上的配合时，可配置驱动程序可以实现上述的要求，且灵活性好。
[0027]I)、本实施方式的CPCI设备可配置驱动程序可以实现开关量输出，模拟量配合输出的要求；
[0028]2)、本实施方式的CPCI设备可配置驱动程序可以满足开关量输出与模拟量输出在时序上的要求；
[0029]3)、本实施方式的CPCI设备可配置驱动程序具有独立性与通用性，可应用于其它方法。
[0030]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述基于CPCI总线开关量输出模块运行在CPCI机箱中，通过CPCI总线和控制计算机进行数据传输；
[0031]所述CPCI总线通过CPCI总线接口控制电路与硬件功能电路之间相连。
[0032]其它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
[0033]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述输出部分还包括继电器；所述继电器在结构上分为2组，每组继电器为16个，每个继电器均为双刀双掷型，其中一刀实现回读功能，另外一刀的公共端COM、常开触点端NO和常闭触点NC引出到接口，实现32路单端电信号的连接功能。
[0034]每个继电器与其它继电器触点是相互隔离的，各个继电器是独立的；每组32个继电器由2个16位寄存器控制；由于继电器的控制电流较大，所以需要达林顿阵列来驱动继电器阵列，为每组32个继电器配备32路达林顿驱动；回读电路实现对每组32个继电器状态的回读。
[0035]其它步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
[0036]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:所述CPCI总线接口控制电路采用PLX公司的PCI9054接口芯片实现，将CPCI总线转换到本地总线。
[0037]其它步骤及参数与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0038]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:所述PCI9054本地总线一侧使用FPGA实现总线接口译码，FPGA可编程逻辑器件实现对开关量输出硬件功能模块的控制。
[0039]其它步骤及参数与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0040]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:所述继电器选用松下公司型号为AGN2004H的继电器。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0041]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:所述DAC芯片采用TI公司的DAC8218集成芯片，输出的模拟量经过IS0124隔离芯片隔离输出。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0042]具体实施方八:VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出时序可配置驱动方法按以下步骤实现:
[0043]一、用户根据需要将CPCI总线开关量输出配置信息、所需CPCI总线模拟量输出配置信息与延时输出配置信息写到可配置驱动程序中；
[0044]二、可配置驱动程序在已开发好的底层硬件功能函数接口基础上根据步骤一所述用户配置信息重新封装一次驱动接口函数，在应用程序调用驱动接口函数时，根据用户在驱动程序中设定好的电路功能，返回用户所需的电路输出状态数据。
[0045]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】八不同的是:所述步骤二中应用程序调用驱动函数具体为:
[0046]—、首先应用程序调用CPCI总线开关量输出模块写操作驱动接口函数，控制CPCI总线开关量输出通道输出，同时做标记记录硬件控制输出值；
[0047]二、然后解析可配置驱动程序，将可配置驱动程序中的CPCI总线开关量输出配置信息、所需CPCI总线模拟量输出配置信息及延时配置信息保存起来；
[0048]三、然后将开关量输出标记值和输出配置信息中解析后的开关量输出配置信息比对，如果对比不一致，返回ERROR，结束；如果比对一致，查看在进行所需的模拟量配合输出之前，是否有延时配置信息，如果有延时，则先延时配置的时间；
[0049]四、然后调用模拟量输出模块的数字量模拟量转换接口，进行相应的模拟量输出。其它步骤及参数与【具体实施方式】八相同。
【权利要求】
1.Vxfforks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构，其特征在于VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出模块:包括CPCI总线，PCI9054接口转换芯片，配置芯片，FPGA可编程逻辑器件，配置供电电路与输出部分；其中，所述输出部分包括达林顿管驱动阵列，回读电路，继电器输出阵列与信号输出接口 ； 所述PCI9054接口转换芯片分别连接有CPCI总线、配置芯片与FPGA可编程逻辑器件，所述FPGA可编程逻辑器件另两端分别连有配置供电与输出部分； 所述FPGA可编程逻辑器件输出端与达林顿管驱动阵列输入端相连，所述达林顿管驱动阵列输出端与继电器输出阵列输入端相连，所述继电器输出阵列一个输出端具有信号输出接口，所述继电器输出阵列的另一输出端与回读电路输入端相连，所述回读电路输出端与FPGA可编程逻辑器件的回读信息输入端相连； CPCI总线模拟量输出模块:包括CPCI总线，PCI9054接口转换芯片，配置芯片，FPGA可编程逻辑器件，配置供电，DAC芯片，隔离输出与信号输出接口 ； 所述PCI9054接口转换芯片分别连接有CPCI总线、配置芯片与FPGA可编程逻辑器件，配置供电电路用于给所述FPGA可编程逻辑器件供电，所述FPGA可编程逻辑器件输出端与DAC芯片输入端相连，所述DAC芯片输出端与隔离输出输入端相连，所述隔离输出输出端与信号输出接口相连。
2.根据权利要求1所述的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构，其特征在于所述基于CPCI总线开关量输出模块运行在CPCI机箱中，通过CPCI总线和控制计算机进行数据传输； 所述CPCI总线通过CPCI总线接口控制电路与硬件功能电路之间相连。
3.根据权利要求2所述的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构，其特征在于所述输出部分还包括继电器；所述继电器在结构上分为2组，每组继电器为16个，每个继电器均为双`刀双掷型，其中一刀实现回读功能，另外一刀的公共端COM、常开触点端NO和常闭触点NC引出到接口，实现32路单端电信号的连接功能。
4.根据权利要求3所述的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构，其特征在于所述CPCI总线接口控制电路采用PLX公司的PCI9054接口芯片实现,将CPCI总线转换到本地总线。
5.根据权利要求4所述的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构，其特征在于所述PCI9054本地总线一侧使用FPGA实现总线接口译码，FPGA可编程逻辑器件实现对开关量输出硬件功能模块的控制。
6.根据权利要求5所述的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构，其特征在于所述继电器选用松下公司型号为AGN2004H的继电器。
7.根据权利要求6所述的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构，其特征在于所述DAC芯片采用TI公司的DAC8218集成芯片，输出的模拟量经过IS0124隔离芯片隔离输出。
8.应用权利要求1所述的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出模块的硬件架构的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出时序可配置驱动方法，其特征在于VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出时序可配置驱动方法按以下步骤实现:一、用户根据需要将CPCI总线开关量输出配置信息、所需CPCI总线模拟量输出配置信息与延时输出配置信息写到可配置驱动程序中； 二、可配置驱动程序在已开发好的底层硬件功能函数接口基础上根据步骤一所述用户配置信息重新封装一次驱动接口函数，在应用程序调用驱动接口函数时，根据用户在驱动程序中设定好的电路功能，返回用户所需的电路输出状态数据。
9.根据权利要求8所述的VxWorks操作系统下CPCI总线开关量输出与模拟量输出时序可配置驱动方法，其特征在于所述步骤二中应用程序调用驱动函数具体为: 一、首先应用程序调用CPCI总线开关量输出模块写操作驱动接口函数，控制CPCI总线开关量输出通道输出，同时做标记记录硬件控制输出值； 二、然后解析可配置驱动程序，将可配置驱动程序中的CPCI总线开关量输出配置信息、所需CPCI总线模拟量输出配置信息及延时配置信息保存起来； 三、然后将开关量输出标记值和输出配置信息中解析后的开关量输出配置信息比对，如果对比不一致，返回ERROR，结束；如果比对一致，查看在进行所需的模拟量配合输出之前，是否有延时配置信息，如果有延时，则先延时配置的时间； 四、然后调用模拟量输出模块 的数字量模拟量转换接口，进行相应的模拟量输出。
【文档编号】G06F13/10GK103744805SQ201410003516
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】刘连胜, 王少军, 王晓龙, 陈立峰, 彭宇, 彭喜元 申请人:哈尔滨工业大学