一种多功能多接口通信板卡制造技术

一种多功能多接口通信板卡，包括与CPCI总线连接的CPCI转UART模块，CPCI转UART模块转换的多路UART串口中的每一路均连接CAN通道转换模块和COM通道转换模块，通过CAN通道转换模块或COM通道转换模块转换为CAN总线通道或COM总线通道。本实用新型专利技术的功能集成度更高。单板集成串口和CAN总线接口，且每种功能最多支持8通道输出，解决了目前业内主流扩展板卡扩展能力不足的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能多接口通信板卡
本技术涉及一种通信板卡，尤其涉及一种扩展功能更优、扩展端口更多的通信板卡。
技术介绍
在工控系统设计过程中，通常会用到各种各样的通信接口，如常用的串口、CAN以及网络等，而且同一种接口可能使用多路。当遇到多种或多路接口同时使用的情况时，单张板卡拥有的接口就无法满足需求，需要在设备内增加通信板卡数量，来满足通信接口种类及数量上的需求。目前行业内主流工控外设板卡主要有以下特征。1.基于标准高速总线的较高传输速率及很强扩展性，板卡一般依托于高速通信总线接口进行设计，如PCI/CPCI、PCI-E以及miniPCI-E等。2.因为通信接口的常用性，板卡中通信板卡种类较多，如常用的CAN通信板卡、串口通信板卡等。3.通信板卡对外通信接口多为2路或4路，板卡接口种类相同；当接口数量不够时，可增加板卡数量。而目前主流的外设通信板卡主要存在以下缺点：1.单板支持的扩展通道数量较少。目前主流CPCI串口卡或CAN卡仅支持扩展双路或四路通道，若系统需要更多数量的通信端口，只能通过增加外设板卡的数量来实现；过多的板卡数量，不仅增加了系统整体设计成本，而且占用了更多的卡槽资源。2.单板支持的扩展功能种类单一。对于常用通信端口，如串口、CAN等，不同接口需要采用不同的板卡进行扩展，既增加了板卡种类及系统复杂度，又有可能造成资源浪费。3.单板一般采用前面板出线方式。前面板出线时，若信号线较多，线缆较粗，会影响整体工艺美观度；若前出线连接器体积较大，前面板无位置放置信号指示灯等，会减少设备状态指示功能。4.单板设计方案较为复杂。一部分通信板为了实现接口扩展，采用FPGA控制器为架构进行设计，FPGA相对于普通嵌入式单片机来说，软、硬件设计相对复杂，还会涉及PC端软件驱动编写等问题。
技术实现思路
本技术提供一种扩展功能更优、扩展端口数量更多的通信板卡，以解决现有技术存在的问题。本技术采用以下技术方案：一种多功能多接口通信板卡，包括与CPCI总线连接的CPCI转UART模块，CPCI转UART模块转换的多路UART串口中的每一路均连接CAN通道转换模块和COM通道转换模块，通过CAN通道转换模块或COM通道转换模块转换为CAN总线通道或COM总线通道。通信板卡通过CPCI总线与主机控制器相连。所述每一路UART串口均通过通道选择电路连接CAN通道转换模块和COM通道转换模块。所述通道选择电路为双刀双掷开关或者跳帽线。所述CPCI转UART模块为PCI桥接芯片，PCI桥接芯片将CPCI总线转换为8路UART串口。所述CAN通道转换模块和COM通道转换模块均通过隔离电路连接外部的CAN接口和COM接口。所述CAN通道转换模块和COM通道转换模块分别为TTL转CAN模块和TTL转COM模块。所述COM通道能够通过模式选择电路配置为RS232、RS485、RS422中的一种。所述模式选择电路为通过拨码开关控制TTL转COM模块的模式配置管脚电平状态，通过管脚电平状态组合配置通信模式。CPCI总线通过连接器ⅠJ1与通信板卡通信，通信板卡独立输出的8路COM总线接口或CAN总线接口通过连接器ⅡJ2与后插IO板的连接器ⅢJ4管脚一一对应连接，后插IO板通过连接器ⅣJ3将通信板卡输出的8路总线引出板外，与外部设备连接通信。本技术的有益效果：1）功能集成度更高。单板集成串口和CAN总线接口，且每种功能最多支持8通道输出，解决了目前业内主流扩展板卡扩展能力不足的缺点。2）使用更加灵活。板卡各路CAN接口和COM接口能够独立使用，且COM接口模式可根据需求配置为RS232/422/485。3）便于系统设计时线缆布线。后出线的方式，使得线缆布线不再受空间影响，不但降低了布线工艺难度，而且不影响系统整体美观。4）便于设备维护、检修。前面板指示灯与传输通道一一对应，有助于通过指示灯状态直观判断板卡当前所处状态，有助于对板卡调试及后期维护、检修等。5）有助于降低系统设计成本。对于复杂系统应用，可以利用本技术的方案取代之前多块板卡的重复使用的实施方案，节约硬件成本。附图说明图1为多功能通信板设计框架示意图。图2为通道选择电路示意图。图3为多功能通信板结构示意图。图4为对应的后插IO板结构示意图。具体实施方式下面结合附图1～4和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。本技术提供一种多功能通信板卡，能够提供扩展功能更优、扩展端口数量更多的通信板卡。本技术的通信板卡包括CPCI总线，CPCI总线连接CPCI转UART模块，CPCI转UART模块将CPCI总线转换为多路UART串口进行扩展，每路UART串口均连接有两个转换模块：CAN通道转换模块和COM通道转换模块，两个转换模块不同时连通，即每路UART串口能够转换为CAN总线通道或COM总线通道使用。最终转换为CAN总线通道或COM(RS485/RS422/RS232)总线通道。上述的CPCI转UART模块优选采用兼容5V或3.3VPCI总线信号的PCI桥接芯片，PCI桥接芯片能够通过cPCI总线扩展出8路独立的UART串口，且每路UART通信速率最高支持6.25Mbps，完全满足下游COM总线或CAN总线接口通信要求。每一路UART串口均通过通道选择电路连接CAN通道转换模块和COM通道转换模块，通过通道选择电路同一时刻选通一个转换模块。上述的通道选择电路主要采用双刀双掷开关或者跳线帽等方式实现。如图2所示，为本技术采用双刀双掷方式实现通道选择的电路图。若通道配置为CAN通道，则切换UART接口的TX、RX信号与CAN接口的TX、RX信号连接，同理，若通道配置为COM通道，则切换UART接口的TX、RX信号与COM接口的TX、RX信号连接。CAN总线通道采用UART转CAN模块转换为CAN总线。UART转CAN模块可以选择广州致远电子有限公司的CSM100芯片，UART波特率及CAN波特率可以进行设置，使用比较灵活。COM总线通道采用UART转COM模块转换为COM总线。UART转COM模块可以选择EXAR公司的SP330E芯片，可通过配置芯片的管脚，来选择输出RS232、RS422、RS485中的一种。管脚配置方法为采用拨码开关来拉高、拉低管脚电平状态。转换后输出的CAN总线通道工作参数可通过主机控制器设置，通信波特率最大可设置为1Mbps。其中RS232通信波特率最大可设置为921600bps，RS485波特率最大可设置为1Mbps，RS422波特率最大可设置为2Mbps。由于cPCI桥接芯片转换输出的8路UART接口，硬件电平为标准的5VTTL电平，而CAN接口信号为CAN2.0B规范定义的电平信号，COM接口信号为IEA232/IEA485规范定义的电平信号，因此，如图1所示，上述的每路UART接口通过通道选择电路连接的通道转换模块可为TTL转CAN模块或者TTL转COM模块，通过上述两个模块转换为CAN总线通道或COM总线通道。且为提高电气性能，各通道应具备一定的防护能力，如CAN接口或者COM接口可配置TVS管进行静电防护、瞬态电压抑制和抗浪涌等。CAN通道接口的TVS管可选择Philips公司的PESD1CAN芯片；COM通道接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能多接口通信板卡，其特征在于：包括与CPCI总线连接的CPCI转UART模块，CPCI转UART模块转换的多路UART串口中的每一路均连接CAN通道转换模块和COM通道转换模块，通过CAN通道转换模块或COM通道转换模块转换为CAN总线通道或COM总线通道。

【技术特征摘要】
1.一种多功能多接口通信板卡，其特征在于：包括与CPCI总线连接的CPCI转UART模块，CPCI转UART模块转换的多路UART串口中的每一路均连接CAN通道转换模块和COM通道转换模块，通过CAN通道转换模块或COM通道转换模块转换为CAN总线通道或COM总线通道。2.根据权利要求1所述的通信板卡，其特征在于：通信板卡通过CPCI总线与主机控制器相连。3.根据权利要求1所述的通信板卡，其特征在于：所述每一路UART串口均通过通道选择电路连接CAN通道转换模块和COM通道转换模块。4.根据权利要求3所述的通信板卡，其特征在于：所述通道选择电路为双刀双掷开关或者跳帽线。5.根据权利要求1所述的通信板卡，其特征在于：所述CPCI转UART模块为PCI桥接芯片，PCI桥接芯片将CPCI总线转换为8路UART串口。6.根据权利要求1所述的通信板卡，其特征在于：所述CAN通道转换模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灿，苏慧祥，陈宇，刘远锋，丁洋，李冠军，
申请(专利权)人：河南思维轨道交通技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41