一種主板與多個適配卡聯合通信的方法及裝置與流程
2023-05-06 11:42:26
本發明涉及高速數字通信以及多個適配卡聯合通信，信號採集和處理領域，主要涉及一種主板與多個適配卡聯合通信的方法及裝置。
背景技術：
當前，高速數位訊號處理發展迅速，同時通信接口、通信電平多種多樣，在此種情況下，在一個系統中，需要不同的適配卡來對通信接口，通信電平進行處理，同時和主板之間通過總線和控制信號進行通信。故接口定義和結構配合對數據通信、適配卡的功能實現以及適配卡的復用至關重要。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，如何實現主板和多個不同適配卡之間的聯合通信，故提供一種主板與多個適配卡聯合通信的方法及裝置。為了解決上述問題，本發明公開了一種主板與多個適配卡聯合通信的裝置，包括一個主板，通過多個同一類型的板板連接器與所述主板連接的多個適配卡，其中：所述主板，接收各適配卡發送的接口數據，將該接口數據轉換為本主板識別的數據格式後進行處理，以及將要傳輸給各適配卡的數據轉換為所述接口數據後發送給對應的適配卡；所述適配卡，接收所述主板發送的接口數據，將該接口數據轉換為本適配卡識別的數據格式後進行處理，以及將要傳輸給所述主板的數據轉換為所述接口數據後發送給所述主板。較佳地，上述裝置中，所述主板包括處理單元和接口單元，其中：所述處理單元，對所述接口單元發送的數據進行處理，以及將要傳輸給各適配卡的數據發送給所述接口單元；所述接口單元，接收各適配卡發送的接口數據，將該接口數據轉換為本主板識別的數據格式發送給所述處理單元，以及接收所述處理單元發送的數據，並將該數據轉換為所述接口數據後發送給對應的適配卡。較佳地，上述裝置中，所述適配卡包括處理單元和接口單元，其中：所述處理單元，對所述接口單元發送的數據進行處理，以及將要傳輸給主板的數據發送給所述接口單元；所述接口單元，接收主板發送的接口數據，將該接口數據轉換為本適配卡識別的數據格式發送給所述處理單元，以及接收所述處理單元發送的數據，並將該數據轉換為所述接口數據後發送給所述主板。較佳地，上述裝置中，所述主板發送給所述適配卡的接口數據，以及所述適配卡發送給所述主板的接口數據為相同或不同通信格式的數據。本發明還公開了一種主板與多個適配卡聯合通信的方法，包括：主板通過多個同一類型的板板連接器接收多個適配卡發送的接口數據，將接收到的接口數據轉換為本主板識別的數據格式後進行處理；當所述主板向各適配卡傳輸數據時，將所要傳輸的數據轉換為所述接口數據後通過對應的板板連接器發送給對應的適配卡。較佳地，上述方法中，所述適配卡接收到所述主板發送的接口數據時，先將該接口數據轉換為本適配卡識別的數據格式再進行處理；當所述適配卡向所述主板傳輸數據時，將所要傳輸的數據轉換為所述接口數據後發送給所述主板。較佳地，上述方法中，所述主板發送給所述適配卡的接口數據，以及所述適配卡發送給所述主板的接口數據為相同或不同通信格式的數據。較佳地，上述方法還包括，事先設置所述板板連接器上的電源、總線接口和控制接口對應的管腳以及板板連接器上的總線信號和控制信號。較佳地，上述方法中，所述總線信號至少包括時鐘信號(mCLK)、數據輸入\輸出信號(DI\DO)以及輸入\輸出控制信號(CSI\CSO)，其中，所述輸入\輸出控制信號(CSI\CSO)為周期信號。較佳地，上述方法中，所述輸入\輸出控制信號(CSI\CSO)的寬度與數據流量的大小成正比。本發明技術方案實現了主板和多個不同適配卡之間的正常通信。附圖說明圖1為本實施例中主板和多個適配卡的連接示意圖；圖2為本實施例中板板連接器上定義的總線數據時序圖；圖3為本實施例中板板連接器上定義的控制信號的讀時序圖；圖4為本實施例中板板連接器上定義的控制信號的寫時序圖。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面將結合附圖對本發明技術方案作進一步詳細說明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特徵可以任意相互組合。實施例1本實施例提供一種主板與多個適配卡聯合通信的裝置，其結構如圖1所示，包括一個主板，通過多個同一類型的板板連接器與該主板連接的多個適配卡。其中，板板連接器的數量與適配卡的數量相同(本實施例如圖1所示包括N個板板連接器和N個適配卡)。下面介紹各部分的功能。主板，用於接收各適配卡發送的接口數據，將該接口數據轉換為本主板識別的數據格式後進行處理，以及將要傳輸給各適配卡的數據轉換為所述接口數據後發送給對應的適配卡；具體地，主板又包括處理單元和接口單元。處理單元，主要對接口單元發送的數據進行處理，以及將要傳輸給各適配卡的數據發送給接口單元。接口單元，則用於接收各適配卡發送的接口數據，將該接口數據轉換為本主板識別的數據格式發送給處理單元，以及接收處理單元發送的數據，並將該數據轉換為所述接口數據後發送給對應的適配卡。其中，主板中的接口單元可採用專用接口晶片或FPGA(可編程邏輯門陣列)晶片來實現。而處理單元和接口單元可以是相互獨立的晶片，也可以將這兩個單元集成在一個晶片中實現。適配卡，接收主板發送的接口數據，將該接口數據轉換為本適配卡識別的數據格式後進行處理，以及將要傳輸給主板的數據轉換為接口數據後發送給所述主板。具體地，適配卡至少包括處理單元和接口單元。處理單元，對接口單元發送的數據進行處理，以及將要傳輸給主板的數據發送給接口單元。接口單元，接收主板發送的接口數據，將該接口數據轉換為本適配卡識別的數據格式發送給處理單元，以及接收處理單元發送的數據，並將該數據轉換為所述接口數據後發送給主板。其中，適配卡中的接口單元可採用專用接口晶片或FPGA(可編程邏輯門陣列)晶片來實現，本實施例中採用FPGA晶片，其配置採用Slaveserialmode。而處理單元和接口單元可以是相互獨立的晶片，也可以將這兩個單元集成在一個晶片中實現。在上述裝置中，板板連接器上的信號定義需一致，以保證適配卡復用。其中，主板中的接口單元，以及與各適配卡中的接口單元可採用專用接口晶片或FPGA(可編程邏輯門陣列)晶片來實現，以保證主板與適配卡之間傳輸的數據為同一接口數據，從而實現多個適配卡在同一板板連接器上的復用。主板發送給適配卡的接口數據，以及適配卡發送給主板的接口數據為相同或不同通信格式的數據。也就是說，為了滿足系統需求，要求主板通過板板連接器發給多個不同適配卡的信號定義一致。同樣的，多個不同的適配卡各自通過板板連接器發給主板的信號定義也一致。而主板發給各適配卡的信號與各適配卡發給主板的信號，其定義可相同也可不同。優選地，上述裝置中所採用的用於連接主板和多個適配卡的板板連接器為同一類型的板板連接器，需要合理選擇，才可在保證多個適配卡復用同一板板連接器的同時不增加整個裝置的尺寸。具體地，選擇板板連接器時，至少需要考慮兩方面內容。第一方面需要根據主板和適配卡高度和寬度的尺寸，選擇合適的連接器。即先根據適配卡數量，機箱尺寸，同時考慮除適配卡之外的功能，確定主板尺寸。再根據適配卡功能確定尺寸。最終，根據主板和多個適配卡的高度的寬度尺寸確定連接器，即，所選擇的板板連接器是同時滿足主板和多個適配卡高度和寬度要求的板板連接器。其中，高度要求指，主板和各適配卡通過板板連接器連接後，兩邊的高度差在指定的範圍內。而寬度要求則指，N個板板連接器並列後的寬度與N個適配卡並列後的寬度的差在指定範圍內，其中，每個板板連接器的寬度與其管腳間距有關。第二方面根據主板與多個適配卡之間的信號線數量選擇連接器。即所選擇的板板連接器的信號線數量至少達到多個適配卡的信號線總數量。但優選方案中，考慮到系統的合理尺寸，所選擇的板板連接器上的信號線數量比多個適配卡的信號線總數量多幾條即可。另外，由於主板和多個不同的適配卡使用同一種板板連接器。故主板與適配卡的板板連接器分別為公頭或者母座，不能混合。具體地，主板內的接口單元連接到各板板連接器的一端(如圖1所示的板板連接器公頭)的電源管腳、總線接口管腳和控制接口管腳連接。而各適配卡內的接口單元則分別連接到各板板連接器的另一端(如圖1所示的板板連接器母頭)的電源管腳、總線接口管腳和控制接口管腳。同時，主板還可通過控制信號，讀取各適配卡上的設置，以區分不同的適配卡。在仔細分析主板和適配卡功能後，還要設置接口單元各個管腳的定義，以保證各個適配卡通用。但本申請並不限定詳細信號接口種類和詳細管腳定義，只要定義的管腳包括：電源、地，總線接口、控制接口等管腳即可。而適配卡在板板連接器上的安裝方式可自由選擇，即可以平行或者豎直放置，依系統而定。下面以具體應用為例，說明上述裝置的工作過程。假設根據主板和各適配卡的需求，選用了同一類型的兩對PMC連接器，型號為AMP公司的5120521-1和5120527-1。其中，將5120521-1焊接於主板上，稱之為P4和P3，將5120527-1焊接於適配卡上，稱之為P2和P1。P4和P2為一對，P3和P1為一對。此種連接結構更方便適配卡的復用。由於P2和P1是與P4和P3相對應的，故接下來通過表1和表2來說明P2和P1上信號的具體定義，而P4和P3上的信號定義不再贅述。表1為P1上的信號定義詳解表：表2為P2上的信號定義詳解表：按照上述表1和表2所定義的板板連接器上的信號中，總線信號的時序如圖2所示。圖中，mCLK時鐘為50MHz，但由於mCLK時鐘的設置直接影響到數據流量控制和數據處理，故可根據具體應用場景按需設置mCLK時鐘的頻率。另外，圖2中所示的信號CSI和CSO之間相互獨立工作，DI和DO分別依存於CSI和CSO。因此，也可對CSI和CSO的時序進行微調，如延時或者提前，以方便數據處理。申請人還考慮到為了方便數據流量控制和數據處理，要求信號DI和DO的數據總線寬度可控，本實施例中推薦將DI和DO的數據總線寬度設置為1-32位。同樣地，為了方便數據流量控制和數據處理，要求CSI和CSO的寬度可控，且最好將CSI和CSO設置為周期信號。圖2中所示的CSI和CSO即為寬度均為4個時鐘的周期信號。但CSI和CSO的寬度並不限於4個時鐘，其優選的寬度範圍為1至25個時鐘。按照上述表1和表2所定義的板板連接器上的信號中，控制信號的讀操作過程如圖3所示，寫操作過程如圖4所示。SDI，SDO，SCLK，SCS1可以組成第一組控制信號，用於主板對適配卡上的PROM內的信息進行讀取，以確定適配卡的類型。SDI，SDO，SCLK，SCS2可以組成第二組控制信號，用於主板對適配卡上的FPGA內部寄存器(即適配卡上的接口單元和處理單元)的操作。另外，從表1和表2中可以看出，這兩組控制信號復用了三個管腳，從而節省了硬體成本。這兩組控制信號還採用了相同的時序，可簡化軟體處理。實施例2本實施例介紹一種主板與多個適配卡聯合通信的方法，該方法可由上述實施例所提供的裝置實現，具體地，該方法包括如下操作：主板通過多個同一類型的板板連接器接收多個適配卡發送的接口數據，將所接收的接口數據轉換為本主板識別的數據格式後進行處理；當主板向各適配卡傳輸數據時，將所要傳輸的數據轉換為接口數據後通過對應的板板連接器發送給對應的適配卡。當適配卡接收到上述主板發送的接口數據時，先將該接口數據轉換為本適配卡識別的數據格式再進行處理；當適配卡向主板傳輸數據時，則將所要傳輸的數據轉換為接口數據後發送給主板。其中，為了滿足系統需求以極實現板板連接器的復用，要求主板通過板板連接器發給多個不同適配卡的數據為同一通信格式的數據，多個不同的適配卡各自通過板板連接器發給主板的數據均為同一通信格式的數據。而主板發給各適配卡的數據與各適配卡發給主板的數據，其通信格式可以相同，也可以不同。另外，上述方法還包括，事先設置所述板板連接器上的電源、總線接口和控制接口對應的管腳以及確定板板連接器上總線信號和控制信號的定義。具體地，可按照上述表1和表2設置板板連接器的各管腳及總線信號和控制信號。其中，總線信號至少包括時鐘信號(mCLK)、數據輸入\輸出信號(DI\DO)以及輸入\輸出控制信號(CSI\CSO)。mCLK時鐘的設置可直接影響到數據流量控制和數據處理，故可根據具體應用場景按需設置mCLK時鐘的頻率。信號CSI和CSO之間相互獨立工作，DI和DO分別依存於CSI和CSO。可對CSI和CSO的時序進行微調，如延時或者提前，以方便數據處理。另外，為了方便數據流量控制和數據處理，要求信號DI和DO的數據總線寬度可控。例如，DI和DO的數據總線寬度可設置為1-32位。而信號CSI\CSO的寬度與數據流量的大小成正比，即信號CSI\CSO的寬度越寬，數據傳輸過程中的數據流量越大，因此，信號CSI和CSO的寬度可根據需要設置，且最好將CSI和CSO設置為周期信號。還需要說明的是，在設置信號寬度的過程中，信號CSI和CSO的數據總線寬度要一致。本申請中推薦CSI/CSO的寬度在1-25個時鐘寬度範圍。則，寬度設置為最小的1個時鐘時，可以傳輸的數據流量最小，寬度設置為最大的25個時鐘時，則可以傳輸的數據流量最大。具體地：設置每個時鐘數據寬度為32bit，當CSI/CSO的寬度均為4個時鐘時，傳輸的數據流量是4x32＝128bit。當CSI/CSO的寬度均為8個時鐘，則可傳輸的數據流量是8x32＝256bit。控制信號根據功能可分為兩組，第一組控制信號SDI，SDO，SCLK和SCS1，可用於主板對適配卡上的PROM內的信息進行讀取，以確定適配卡的類型(即可區別不同的適配卡)。第二組控制信號SDI，SDO，SCLK和SCS2，可用於主板對適配卡上的FPGA內部寄存器(即適配卡上的接口單元和處理單元)的操作。且這兩組控制信號復用了三個管腳，達到了節省硬體成本的效果。這兩組控制信號還採用了相同的時序，簡化了軟體處理。本實施例中其他細節可參見上述實施例1中的描述。以上所述，僅為本發明的較佳實例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。