[发明专利]适用于多总线协议、多扩展接口的信号采集板卡

说明书

技术领域

本发明涉及工控机机箱板卡，尤其适用于VME总线的信号采集板卡，属于高精度运动控制的信号采集领域。。

背景技术

目前市场上的信号采集板卡多采用PCI总线或ISA总线。其中陕西海泰电子有限责任公司的张恩全等人申请的中国专利《基于PXI总线的多通道动态信号采集卡》的公开号为CN103324132A，公开日为2013年9月25日，该专利采用PXI总线的方式，北京理工大学刘满国等人申请的中国专利《双模式信号采集板》的公开号为CN101587498，公开日为2009年11月25日，该专利采用PCI总线的方式，上海航天控制工程研究所张程等人申请的中国专利《一种基于Compact PCI总线的信号采集板卡》的公开号为CN102890726A，公开日为2013年1月23日，该专利采用PCI总线的方式。但都没有可以兼容多种总线协议的信号采集板卡。PCI总线支持32位和64位总线宽度，一般频率为33M/s，但是抗干扰、稳定性和实时性等性能上远比不上VME总线。在军工、高精度加工和半导体制造等领域，VME总线是很好的选择方式。VME64x总线运行频率在20M，是异步传输总线，它通过与板卡的信号握手来完成数据传输，本身具有较强的信号稳定和抗干扰能力，而且还有较完备的错误处理优先级中断和仲裁机制，并且最多可以接入20多块以上的板卡，因此它具有稳定性和分布式处理能力，方便同一时刻多个任务目标处理。

目前国内市场上的信号采集板卡，其主要采集芯片AD，大多数接口设计是将模拟信号转换为数字信号，然后将数字信号采用并行的方式输出给数字信号处理器(DSP)或者是单片机等微处理器，占用微处理器等管脚资源。

目前国内市场上的信号采集板卡，其主要采集芯片AD的输出结果，大部分采用串口的形式传输给运动控制板卡，而控制板卡需要采用串口中断的方式进行数据接收，占用控制板卡微处理器的资源，降低效率，难以实现高精度控制。

发明内容

本发明目的是为了解决目前市场上的多数信号采集板卡基于单一PCI、PXI或者ISA总线的方式，没有可以兼容多种总线协议的信号采集板卡的问题，提供了一种适用于多总线协议、多扩展接口的信号采集板卡。

本发明所述适用于多总线协议、多扩展接口的信号采集板卡，它包括FPGA模块、DSP模块、m个RS422模块、通用扩展接口、第一电平转换模块、第二电平转换模块、n个光纤收发芯片、n个光纤接口模块、p个AD采集芯片、总线接口模块、PCI总线转接电路板、PXI总线转接电路板、ISA总线转接电路板和VME总线转接电路板；

FPGA模块的数据传输端与DSP模块的数据传输端相连；

每个RS422模块的输入输出端均与FPGA模块的一个双口RAM的输入输出端相连；

通用扩展接口的输入输出端与FPGA模块的一个双口RAM的输入输出端相连；

每个光纤接口模块均通过一个光纤收发芯片及第一电平转换模块与FPGA模块的一个双口RAM的输入输出端相连；

每个AD采集芯片的输入输出端均与FPGA模块的一个双口RAM的输入输出端相连；

PCI总线转接电路板、PXI总线转接电路板、ISA总线转接电路板和VME总线转接电路板的输入输出端均与总线接口模块的第一输入输出端相连；总线接口模块的第二输入输出端通过第二电平转换模块与FPGA模块的一个双口RAM的输入输出端相连；

m、n和p均为正整数。

本发明的优点：该板卡不但提供16个高速AD信号采集，还扩展了RS422接口模块、光纤接口模块，便于同其他信号采集单元通信或者将其他传感器模块的扩展。同时该信号采集板卡还预留了自定义总线的接口，便于用户根据自己需要自定义总线。解决了目前多数信号采集板卡扩展接口少的问题。解决了市场上多数信号采集板卡将数字信号输出结果采用并行的方式直接传输给信号采集板卡上的微处理器，占用微处理器管脚资源的问题；解决了目前市场上多数将信号采集板卡的数字信号输出结果采用串口的形式，传输到运动控制板卡，占用控制板卡微处理器的资源，降低效率的问题。提高了整个信号采集板卡数据处理的效率。

附图说明

图1是本发明所述适用于多总线协议、多扩展接口的信号采集板卡的原理框图；

图2是FPGA模块的内部结构及与DSP模块的逻辑控制图。

具体实施方式