一种基于PCI总线协议双光纤环路冗余结构通讯板卡制造技术

本发明专利技术讲述的是一种基于PCI总线协议双光纤环路冗余结构通讯板卡。该发明专利技术由PCI总线接口(1)、双光纤接口(2)、控制板卡(3)组成。该发明专利技术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。

A dual fiber loop redundant structure communication card based on PCI bus protocol

The invention is a kind of dual fiber loop redundant structure communication board based on PCI bus protocol. The invention is composed of a PCI bus interface (1), a double fiber interface (2) and a control board (3). The invention is directly inserted in the PCI slot of industrial control computer, industrial control computer and write operations through this communication card, the control information is transmitted to the communication card, through the FPGA control card control data sent by the PCI bus converted to optical signals to the controller, the slave control system reasonably at the same time, the slave computer control, can also be through the optical fiber ring will digital and analog state information is transmitted to the communication card, industrial control computer through the read operation, each slave state read back. The instructions are given a detailed description of the method and a specific implementation scheme is given.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PCI总线协议双光纤环路冗余结构通讯板卡
本专利技术是一种基于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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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专利技术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。3.模块(3)为控制板卡。控制板卡主要功能是实现PCI接口与光纤接口之间的数据传输，通常在控制板卡内提供一个双端口存储器，当上位机发送命令时，工业控制计算机需对双端口存储器进行写操作，将所有的控制数据写入到双端口存储器当中，控制板卡通过读取对应地址的数据通过光纤环路按照一定的数据格式发送给相应的下位机控制板卡，当上位机需要采集下位机状态信息时，通过光纤环路将下位机控制板卡的状态信号和反馈信号按照一定的数据格式传输到控制板卡内，控制板卡将信号转存到双端口存储器当中，再由工业控制计算机对双端口存储器进行读操作，将下位机各个控制板卡信号读回，同时，控制板卡内需要配置一个ROM用于保存断电时的数据，当通讯板卡被断电时，可以通过ROM读取断电前各个下位机控制板卡的状态信息和反馈信息。以上所述已对本专利技术的内容做了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本专利技术的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都构成对本专利技术专利的侵犯，将承担相应的法律责任。本文档来自技高网...

【技术保护点】
该PCI总线协议双光纤环路冗余结构通讯板卡，由PCI总线接口(1)、双光纤接口(2)、控制板卡(3)组成。模块(1)为PCI总线接口，PCI总线是一种并行总线标准，其工作频率(33MHz)较ISA总线工作频率(8MHz)有很大提升，可以通过工业控制计算机的读写操作与通讯板卡进行数据的读取与写入；模块(2)为双光纤接口，主要用于下位机的控制，采用双光纤环路冗余结构，当其中一个光纤环路出现问题，控制板卡自动切换到另一路光纤环路对各个下位机的状态信息进行采集及控制；模块(3)为控制板卡，控制板卡采用FPGA作为主控芯片，FPGA使用Verilog语言进行编程，也成为硬件描述语言，采用并行运行方式，具有速度快、可反复烧写、实时性好等特点，主要用控制板卡对光纤信号进行采集与发送、对PCI总线进行数据发送与接收、采集各个通讯状态信息使光纤信号采集与发送和PCI总线数据发送与接收避免冲突等。

【技术特征摘要】
1.该PCI总线协议双光纤环路冗余结构通讯板卡，由PCI总线接口(1)、双光纤接口(2)、控制板卡(3)组成。模块(1)为PCI总线接口，PCI总线是一种并行总线标准，其工作频率(33MHz)较ISA总线工作频率(8MHz)有很大提升，可以通过工业控制计算机的读写操作与通讯板卡进行数据的读取与写入；模块(2)为双光纤接口，主要用于下位机的控制，采用双光纤环路冗余结构，当其中一个光纤环路出现问题...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京中科信电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11