一种基于USB总线的堆叠式数据功能装置和电子设备的制作方法

本申请属于数据采集，特别涉及一种基于usb总线的堆叠式数据功能装置和电子设备。

背景技术：

1、水下航行器在航行过程中，需要根据不同的试验需求，对其内部的振动、噪声、冲击、过载、转速、温度等物理量采集，同时由于水下航行器内部空间有限，测试设备需要具备尽可能小的尺寸以适应不同型号、不同舱段的空间。目前市面上常规数据采集装置的结构形态无法灵活满足水下航行器内部紧凑空间，且测试功能多样化的需求。

技术实现思路

1、本申请旨在解决或改善上述技术问题。

2、为此，本申请实施例提供一种基于usb总线的堆叠式数据功能装置。

3、本申请实施例还提供一种电子设备。

4、为实现上述目的，本申请提供了一种基于usb总线的堆叠式数据功能装置，包括：主控模块；电源模块，与主控模块相连；功能模块，分别与主控模块和电源模块相连；总线架构，分别连接主控模块和电源模块、主控模块和功能模块、电源模块和功能模块，用于实现上位机与主控模块、电源模块、功能模块之间的数据功能，还用于对功能模块的数量和槽位号进行自动识别。

5、根据本申请提供的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，包括主控模块、电源模块、功能模块和总线架构。功能模块用于采集数据。主控模块用于对功能模块采集的数据进行处理。电源模块用于对主控模块和功能模块进行供电。总线架构分别连接主控模块和电源模块、主控模块和功能模块、电源模块和功能模块，总线架构用于实现上位机与主控模块、电源模块、功能模块之间的数据功能，还用于对功能模块的数量和槽位号进行自动识别。采用模块化堆叠式设计思路，将主控模块、采集模块、电源模块堆叠连接，摒弃传统的背板结构，实现了小型化，以及结构尺寸的灵活改变，增加了模块自动加载功能，实现对所插入的功能模块数量和槽位号进行自动识别，使用更加便捷。通过实现主控模块与各功能模块之间的通信、时钟同步、电源管理以及各功能模块之间同步采集等数据功能，最终实现水下航行器内部振动、噪声、温度等信号的灵活采集测试的需求。

6、另外，本申请提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

7、在一些技术方案中，可选地，总线架构包括：usb数据总线，分别连接主控模块和电源模块、主控模块和功能模块、电源模块和功能模块，用于实现上位机与主控模块、电源模块、功能模块之间的采集数据传输；电源总线，用于连接电源模块和主控模块、功能模块，以实现对主控模块、电源模块和功能模块的电源管理；同步时钟总线，用于连接主控模块和电源模块、功能模块，以实现主控模块、电源模块、功能模块之间的时钟同步；触发总线，用于连接主控模块和电源模块、功能模块，以实现主控模块、电源模块、功能模块之间的触发同步。

8、在该技术方案中，总线架构包括usb数据总线、电源总线、同步时钟总线和触发总线。usb数据总线实现上位机与各模块之间的采集数据传输，同步时钟总线实现各模块间的时钟同步，同步触发总线实现各模块间的触发同步，电源总线实现对各模块的电源管理。

9、在一些技术方案中，可选地，功能模块的数量为多个，多个功能模块之间分别通过usb数据总线、电源模块、同步时钟总线、触发总线连接。

10、在该技术方案中，功能模块的数量为多个，多个功能模块之间分别通过usb数据总线、电源模块、同步时钟总线、触发总线连接。多个功能模块能够进行多种数据采集。

11、在一些技术方案中，可选地，usb数据总线的数量为多根，每根usb数据总线选择1个功能模块的槽位。

12、在该技术方案中，usb数据总线的数量为多根，每根usb数据总线选择1个功能模块的槽位。具体地，usb数据总线的数量可以是8根。

13、在一些技术方案中，可选地，数据功能包括以下之一或其组合：通信、高速数据传输、时钟同步、电源管理和信号同步采集。

14、在该技术方案中，数据功能包括通信、高速数据传输、时钟同步、电源管理和信号同步采集。

15、在一些技术方案中，可选地，多个功能模块可装卸地设置。

16、在该技术方案中，多个功能模块可装卸地设置。通过多个功能模块可装卸地设置，能够实现了多种数据采集功能的灵活加装。

17、在一些技术方案中，可选地，功能模块用于数据采集；电源模块用于供电。

18、在该技术方案中，功能模块用于数据采集。电源模块用于供电。

19、在一些技术方案中，可选地，基于usb总线的堆叠式数据功能装置还包括：连接装置，用于连接usb数据总线、电源模块、同步时钟总线和触发总线。

20、在该技术方案中，基于usb总线的堆叠式数据功能装置还包括连接装置，连接装置用于连接usb数据总线、电源模块、同步时钟总线和触发总线。

21、在一些技术方案中，可选地，总线架构通过依次计数的方法对功能模块的槽位号进行识别。

22、在该技术方案中，总线架构通过依次计数的方法对功能模块的槽位号进行识别。具体地，usb数据总线可保证系统的高速信号采集。由于usb数据总线是点对点的连接方式，需要考虑usb数据总线选择功能模块槽位的问题。槽位识别通过采用依次计数的方法，即紧邻主控模块的功能模块输出槽位0，下一个功能模块6槽位号为1，这样功能模块的槽位号依次增加，最多可以堆叠8个功能模块。

23、在一些技术方案中，可选地，总线架构通过槽位选择信号控制usb数据总线的选择。

24、在该技术方案中，总线架构通过槽位选择信号控制usb数据总线的选择。usb数据总线的选择是由槽位选择信号控制，保证第n槽的模块使用第n条usb数据总线。

25、本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：如本申请第一方面中任一项技术方案的基于usb总线的堆叠式数据功能装置。

26、根据本申请技术方案提供的电子设备，包括如本申请第一方面中任一项技术方基于usb总线的堆叠式数据功能装置，因而其具有如本申请第一方面中任一项技术方案的基于usb总线的堆叠式数据功能装置的全部有益效果，在此不再赘述。

27、本申请所带来的有益效果如下：采用模块化堆叠式设计思路，将主控模块、采集模块、电源模块堆叠连接，摒弃传统的背板结构，实现了小型化，以及结构尺寸的灵活改变，增加了模块自动加载功能，实现对所插入的功能模块数量和槽位号进行自动识别。

28、本申请的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，所述总线架构包括：

3.根据权利要求2所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，

7.根据权利要求1至4中任一项所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，

8.根据权利要求2至4中任一项所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求1所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的基于usb总线的堆叠式数据功能装置，其特征在于，

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供一种基于USB总线的堆叠式数据功能装置和电子设备，基于USB总线的堆叠式数据功能装置包括：主控模块；电源模块，与主控模块相连；功能模块，分别与主控模块和电源模块相连；总线架构，分别连接主控模块和电源模块、主控模块和功能模块、电源模块和功能模块，用于实现上位机与主控模块、电源模块、功能模块之间的数据功能，还用于对功能模块的数量和槽位号进行自动识别。通过本申请的技术方案，将主控模块、功能模块、电源模块堆叠连接，摒弃传统的背板结构，实现了小型化，以及结构尺寸的灵活改变，增加了模块自动加载功能，实现对所插入的功能模块数量和槽位号进行自动识别。

技术研发人员：柴韶男,耿小明,王谦
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七〇五研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17