[发明专利]一种基于PCI总线协议双光纤环路冗余结构通讯板卡

说明书

本发明讲述的是一种基于PCI总线协议双光纤环路冗余结构通讯板卡。该发明由PCI总线接口(1)、双光纤接口(2)、控制板卡(3)组成。该发明是直接插在工业控制计算机的PCI插槽内，工业控制计算机通过对此通讯板卡进行写操作，将控制信息传送给通信板卡，通过FPGA控制板卡将PCI总线所发送的控制数据转换成光纤信号传送给各个下位机控制器，使下位机控制系统得到合理的控制，同时，各个下位机也可以通过光纤环将数字和模拟状态信息传送给通讯板卡，工业控制计算机通过读操作，将各个下位机的状态读回。说明书对本方法进行了详细的说明，并给出具体实施方案。

技术领域

本发明是一种基于PCI总线协议双光纤环路冗余结构通讯板卡，该板卡可以应用在任何工业控制领域，PCI总线接口具有较高的数据传输速度，双光纤环路冗余设计可以使控制信号在电场、磁场等环境中不受干扰并且实现精确控制，通过PCI总线接口和光纤接口实现工业控制计算机对下位机控制板卡的状态信息采集和控制的目的。

背景技术

目前工业领域所使用的通讯板卡通常采用ISA总线协议单光纤环路结构，ISA总线有8位和16位两种模式，而PCI总线是32位和64位两种模式的同步复用总线，即可以节省接插件的管脚数，又可以实现突发数据传输，使传输数据更为高效，当PCI总线接口时，系统会自动对板卡所需资源进行分配，并自动寻找相应的驱动程序，不需手动配置，单光纤环路虽然具有较好的抗干扰性，但当光纤线或某一个光纤接口出现问题时，整个光纤控制环路无法工作，使系统无法运行，而双光纤环路冗余设计可以在某一个光纤环路出现故障时，自动切换到另一个光纤环路通信，不影响系统工作，并且可以同时对出现故障的光纤环路进行维修。

本文将对该通讯板卡做详细的说明。

发明内容

本发明通过以下技术方案实现：

1.PCI总线接口，通过工业控制计算机对通信板卡进行读写操作，实现工业控制计算机与通信板卡之间的数据通信。

2.双光纤接口，通过双光纤环路冗余结构接口进行数据的发送与接收，实现通信板卡与下位机控制板卡之间的数据传输。

3.控制板卡，控制板卡主芯片为FPGA，将光纤环路所采集到的状态信号和反馈信号存储到存储器当中，通过工业控制计算机的读写操作读取存储器当中的数据并进行写入数据，FPGA是使用Verilog语言，为并行运行方式，使光纤环路采集型号与工业控制计算机读写互不影响。

附图说明

图1基于PCI总线接口控制系统流程图

图2通信板卡示意图

具体实施方式

本发明通过以下技术方案实现：

1.模块(1)为PCI总线接口。PCI总线的地址总线和数据总线是分时复用的，在数据传输时，由一个设备作为主设备，另一个设备为从设备，总线上的所有时序的产生与设置都有主设备控制，需要一个仲裁机构来决定谁拿到总线的控制权，当PCI总线进行操作时，主设备需先得到仲裁器的许可，然后在AD总线上放置Slave地址，同时放置命令信号，说明接下来的传输类型，所有PCI总线上设备都需对此地址译码，被选中的设备要声明自己被选中，而后才可以传输数据，在传完数据后释放总线控制权。PCI总线具有高速性、可自动配置、可靠性高、扩展性好、多路复用、数据传输效率高等优点。

2.模块(2)为双光纤环路冗余结构。双光纤环路冗余结构为通讯板卡与下位机控制板卡的数据通信方式，通常在工业控制领域，通信板卡与下位机控制板卡的距离较长，而且在特殊应用场合，会存在大量的电场和磁场的存在，如果采用模拟量或数字量的电信号传输，势必会使传输信号受到干扰，使下位机控制板卡控制精度降低或无法控制，而光纤环路为光信号传输，可以很好的避免干扰。双光纤环路冗余结构采用两路光纤环路，如采用单光纤环路，当环路中任意光纤线或光纤接头损坏时，整个环路无法控制，而双光纤环路冗余结构很好的解决了这个问题。