外掛式零槽控制器的製作方法
2023-08-04 20:03:51 3
專利名稱：外掛式零槽控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可實現臺式計算機或工控機對PXI機箱構成的測試系
統進行直接控制的外掛式零槽控制器。
背景技術：
PXI總線是虛擬儀器常用的接口總線，PXI測試系統按控制器類型分為外置 控制器系統和嵌入式測試系統兩種。在使用外置控制器PXI測試系統時，需要 在主控計算機內插入PCI總線控制模塊，在PXI機箱的零槽位置插入PXI總線 控制模塊，然後把兩個控制模塊通過專用電纜連接，從而實現主控計算機對PXI 機箱內所插入的其他PXI功能板卡進行控制。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種外掛式零槽控制器，主要用來實現臺式計算
機或工控機直接控制由PXI機箱構成的測試系統。
本實用新型技術解決方案如下
一種外掛式零槽控制器，包括安裝在計算機或工控機中的PCI總線控制模 塊、安裝在PXI測試系統中的PXI總線控制模塊以及連接所述兩個控制模塊的 連接電纜；其不同之處在於
上述PCI總線控制模塊包括PCI總線接口、協議轉換晶片、PCI總線控制 信號處理器、StarFabric協議串行傳輸接口電路、配置電路、電源變換電路、電 壓基準電路和時鐘電路；所述PCI總線接口與協議轉換晶片、PCI總線控制信號 處理器連接，所述協議轉換晶片分別與PCI總線控制信號處理器、配置電路、 電壓基準電路、電源變換電路、時鐘電路以及StarFabric協議串行傳輸接口電路 連接；
上述PXI總線控制模塊包括StarFabric協議串行傳輸接口電路、協議轉換芯 片、配置電路、電壓基準電路、電源檢測復位電路、PXI總線控制器信號處理電 路、電源變換電路、功能選擇電路和時鐘電路；所述PXI總線接口與協議轉換 晶片、PXI總線控制器信號處理電路連接，所述協議轉換晶片分別與StarFabric協議串行傳輸接口電路、配置電路、電壓基準電路、電源檢測復位電路、電源 變換電路、功能選擇電路和時鐘電路連接；
上述PCI總線接口用於計算機或工控機與PCI總線控制模塊的通訊；所述 PXI總線接口用於PXI測試系統與PXI總線控制模塊的通訊；所述協議轉換芯 片用於PCI協議或PXI協議與StarFabric協議的轉換；所述PCI總線控制信號處 理器為PCI接口總線提供仲裁請求信號、中斷信號和復位信號的處理；所述PXI 總線控制信號處理電路對PXI接口總線控制信號進行上拉；所述StarFabric協議 串行傳輸接口電路提供StarFabric協議數據的傳輸通道；所述配置電路用於存儲 協議轉換晶片的寄存器的配置參數；所述電源變換電路用於將PCI接口總線或 PXI接口總線提供的電源電壓轉換為協議轉換晶片需要的電源電壓；所述電壓基 準電路用於提供StarFabric串行傳輸時的電壓基準；所述時鐘電路用於提供 StarFabric每個串行傳輸通道的時鐘基準；所述電源檢測復位電路向協議轉換芯 片提供復位信號；所述功能選擇電路用於決定協議轉換晶片的工作模式和狀態。
上述PXI總線控制模塊還包括時鐘分配電路，所述時鐘分配電路與PXI總 線接口連接，所述時鐘分配電路用於提供PXI機箱中其他功能板卡所需的系統 時鐘。
上述連接電纜為可在兩塊控制模塊之間為低電壓差分信號提供傳輸通道的 4X電纜。
本實用新型具有的優點臺式計算機或工控機可通過本實用新型外掛式零 槽控制器來控制由PXI機箱構成的測試系統，方便用戶在試驗室或其他工作環 境內對產品進行測試，並通過計算機強大的計算能力對測試數據進行保存，分 析及處理等工作；同時，也有利於用戶的升級或擴展工作。
圖1為本實用新型外掛式零槽控制器電路結構示意圖；圖2為本實用新型 PCI總線接口示意圖；圖3為本實用新型PCI總線控制模塊的協議轉換晶片 (SG2010)的PCI信號組及仲裁信號上拉處理示意圖；圖4為本實用新型電源 變換電路；圖5為本實用新型協議轉換晶片的配置電路原理圖；圖6為本實用 新型StarFabric串行傳輸接口及協議轉換晶片的功能管腳示意圖；圖7為本實用 新型StarFabric串行傳輸電壓基準電路圖；圖8為本實用新型PXI總線控制模塊的功能選擇電路原理圖圖9為本實用新型配置協議轉換晶片內部功能的電路示 意圖；圖10為本實用新型StarFabric串行傳輸參照基準時鐘電路、串行傳輸接 口及協議轉換晶片的管腳示意圖；圖11為本實用新型PXI總線控制模塊的協議 轉換晶片(SG2010)的PXI信號組圖；圖12為本實用新型PXI總線控制模塊 的電源檢測復位電路原理圖；圖13為本實用新型PXI接口原理圖之一；圖14 為本實用新型PXI總線控制模塊的時鐘分配電路原理圖；圖15為本實用新型PXI 接口電路原理圖之二。
具體實施方式
圖1為外掛式零槽控制器電路結構示意圖，分為三個部分安裝在計算機 或工控機中基於PCI總線接口的控制模塊(即HTPCI4910卡)、安裝在PXI系 統中PXI總線控制模塊(即HTPXI4910卡)以及兩個控制模之間的連接電纜。 HTPCI4910卡和HTPXI4910卡分別基於PCI總線接口和PXI總線接口進行數據 的傳輸，而整個外掛式零槽控制器功能就是實現一個PCI-to-PCI橋。HTPCI4910 卡的主要功能就是把PCI總線協議轉換成能夠用低電壓差分信號(LVDS)傳輸 的StarFabric串行傳輸協議，而HTPXI4910則把StarFabric串行傳輸協議轉換為 PXI協議，同時為PXI系統中的各個板卡提供同步時鐘信號，中斷和仲裁等服 務，也能通過外部觸發信號實現多個PXI系統之間的同步。連接電纜為StarFabric 推薦的4X電纜,在兩塊卡之間為LVDS信號提供傳輸通道。從整個功能上來說， HTPCI4910在計算機上作為一個PCI外圍設備卡，HTPXI4910在PXI系統中， 主要作為PXI機箱的Slot-O控制卡使用。HTPCI4910卡由下述部分組成它包 括PCI總線接口、協議轉換晶片、控制信號處理器、StarFabric協議串行傳輸接 口電路、配置電路、電源變換電路、電壓基準電路、時鐘電路，PCI總線接口與 協議轉換晶片雙向連接，PCI總線接口與控制信號處理器雙向連接，控制信號處 理器與協議轉換晶片雙向連接，協議轉換晶片與配置電路、電壓基準電路和 StarFabric協議串行傳輸接口電路雙向連接，電源變換電路和時鐘電路與協議轉 換晶片連接。HTPXI4910卡由下述部分組成它包括StarFabric協議串行傳輸 接口電路、協議轉換晶片、配置電路、電壓基準電路、電源檢測復位電路、PXI 總線控制器信號處理電路、PXI總線接口電路、電源變換電路、功能選擇電路、 時鐘電路、時鐘分配電路，StarFabric協議串行傳輸接口電路、配置電路、電壓
6基準電路、PXI總線接口電路與協議轉換晶片雙向連接，電源檢測復位電路、電 源變換電路、功能選擇電路和時鐘電路與協議轉換晶片連接，PXI總線接口電路 與PXI總線控制器信號處理電路雙向連接，時鐘分配電路連接PXI總線接口電路。
圖2為PCI總線接口示意圖，圖中J1和協議轉換晶片的PCI接口相連。
圖3為PCI總線控制模塊的協議轉換晶片(SG2010)的PCI信號組及仲裁信號 上拉處理，REQ1一L REQ8一L為接口總線的仲裁請求信號的上拉處理，其與協 議轉換晶片相連，INTA_L、 INTB_L、 INTC—L和INTD—L為接口總線的中斷信號 的處理，其與協議轉換晶片相連，並通過電阻和PCI接口相連，PLL—RESET為復 位信號的處理，其與協議轉換晶片相連。
圖4為電源變換電路，其作用是把PCI接口總線或PXI接口總線提供的3.3V電 源轉換為1.5V，從而滿足協議轉換晶片對電源的需求。
圖5為協議轉換晶片的配置電路原理圖，配置電路採用AT25640的存儲晶片， SR—CS一L、 PR—ADO、 PR一CLK以及PR—ALE—L和協議轉換晶片相連，產品上電 時，協議轉換晶片通過讀取配置電路中存儲晶片的內容，對協議轉換晶片本身 的寄存器進行配置。
圖6為StarFabric串行傳輸接口及協議轉換晶片的功能管腳，StarFabric串行 傳輸接口電路和協議轉換晶片SG2010相連，提供PCI協議轉換為StarFabric協議 後的數據傳輸通道，其中LINK為連接器，連接兩塊板卡的串行傳輸電纜。
圖7為StarFabric串行傳輸電壓基準電路，該電路的電壓輸出電壓為1.4V和 l.OV，和協議轉換晶片SG2010相連，提供StarFabric串行傳輸時的電壓基準。
圖8為PXI總線控制模塊的功能選擇電路原理圖，在上電時，該電路根據該 信號的電平高低決定協議轉換晶片的工作模式和狀態。
圖9為配置協議轉換晶片內部功能的電路示意圖。
圖10為StarFabric串行傳輸參照基準時鐘電路、串行傳輸接口及協議轉換芯 片的管腳，StarFabric串行傳輸參照基準時鐘電路的時鐘輸出時鐘為62.208MHz， 和協議轉換晶片SG2010相連，提供StarFabric每個串行傳輸通道高達622Mbps傳 輸的時鐘基準。PCI總線控制模塊的協議轉換晶片電路為協議轉換晶片SG2010 電路的一部分，該圖右側上的A0TXP0-A0TXP3， AOTXNO-A0TXN3， AORXNO-A0RXN3 ， AORXPO-八0RXP3連接圖8中的串行傳輸接口電路的相應端。
圖11為PXI總線控制模塊的協議轉換晶片(SG2010)的PXI信號組，該電路 為協議轉換晶片SG2010的電路的 一 部分，該圖左側的 AD0-AD31,CBE0#-CBE3#， PAR, FRAME#， IRDY#， TRDY#， STOP#， DEVSEU， PERR#， SERR#， REQ#， GNT#， CCLK連接PCI接口電路相應端。
圖12為PXI總線控制模塊的電源檢測復位電路原理圖，該電路選用的電源檢 測復位晶片為DS1834，當系統電源3.3V低於晶片設置的門檻電壓時，該晶片輸 出復位信號，使協議轉換晶片SG2010及相關電路復位。
圖13為PXI接口原理圖之一，圖中J1和協議轉換晶片相連，提供PXI接口數 據傳輸和控制通道。
圖14為PXI總線控制模塊的時鐘分配電路原理圖，該電路選擇的晶振為 66MHz，時鐘同步分配晶片為IDT2309，該晶片的輸出端CLKAl-4、 CLKB1-4 和PXI接口SYS-CLK0-6、 9112-CLK相連，提供PXI機箱中所插入的其他功能板 卡所需的系統時鐘。
圖15為PXI接口電路原理圖之二，圖中J2為PXI接口電路之一，TRIG7為PXI 協議中觸發總線之一，可以實現多個PXI機箱之間的同步觸發。
權利要求1、一種外掛式零槽控制器，包括安裝在計算機或工控機中的PCI總線控制模塊、安裝在PXI測試系統中的PXI總線控制模塊以及連接所述兩個控制模塊的連接電纜；其特徵在於所述PCI總線控制模塊包括PCI總線接口、協議轉換晶片、PCI總線控制信號處理器、StarFabric協議串行傳輸接口電路、配置電路、電源變換電路、電壓基準電路和時鐘電路；所述PCI總線接口與協議轉換晶片、PCI總線控制信號處理器連接，所述協議轉換晶片分別與PCI總線控制信號處理器、配置電路、電壓基準電路、電源變換電路、時鐘電路以及StarFabric協議串行傳輸接口電路連接；所述PXI總線控制模塊包括StarFabric協議串行傳輸接口電路、協議轉換晶片、配置電路、電壓基準電路、電源檢測復位電路、PXI總線控制器信號處理電路、電源變換電路、功能選擇電路和時鐘電路；所述PXI總線接口與協議轉換晶片、PXI總線控制器信號處理電路連接，所述協議轉換晶片分別與StarFabric協議串行傳輸接口電路、配置電路、電壓基準電路、電源檢測復位電路、電源變換電路、功能選擇電路和時鐘電路連接；所述PCI總線接口用於計算機或工控機與PCI總線控制模塊的通訊；所述PXI總線接口用於PXI測試系統與PXI總線控制模塊的通訊；所述協議轉換晶片用於PCI協議或PXI協議與StarFabric協議的轉換；所述PCI總線控制信號處理器為PCI接口總線提供仲裁請求信號、中斷信號和復位信號的處理；所述PXI總線控制信號處理電路對PXI接口總線控制信號進行上拉；所述StarFabric協議串行傳輸接口電路提供StarFabric協議數據的傳輸通道；所述配置電路用於存儲協議轉換晶片的寄存器的配置參數；所述電源變換電路用於將PCI接口總線或PXI接口總線提供的電源電壓轉換為協議轉換晶片需要的電源電壓；所述電壓基準電路用於提供StarFabric串行傳輸時的電壓基準；所述時鐘電路用於提供StarFabric每個串行傳輸通道的時鐘基準；所述電源檢測復位電路向協議轉換晶片提供復位信號；所述功能選擇電路用於決定協議轉換晶片的工作模式和狀態。
2、 根據權利要求1所述的外掛式零槽控制器，其特徵在於所述PXI總線 控制模塊還包括時鐘分配電路，所述時鐘分配電路與PXI總線接口連接，所述時鐘分配電路用於提供PXI機箱中其他功能板卡所需的系統時鐘。
3、根據權利要求1或2所述的外掛式零槽控制器，其特徵在於所述連接電纜為可在兩塊控制模塊之間為低電壓差分信號提供傳輸通道的4X電纜。
專利摘要本實用新型涉及一種外掛式零槽控制器，包括安裝在計算機或工控機中的PCI總線控制模塊、安裝在PXI測試系統中的PXI總線控制模塊以及連接所述兩個控制模塊的連接電纜；本實用新型主要用來實現臺式計算機或工控機直接控制由PXI機箱構成的測試系統。
文檔編號G06F13/42GK201311637SQ20082012965
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日
發明者偉 李, 翟俊峰, 郭恩全, 剛 魯 申請人:陝西海泰電子有限責任公司