一种背板系统的子板卡识别装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种背板系统的子板卡识别装置与方法。现有背板系统的功能子板组合越多，人工配置出错的概率也就越大，不利于操作简化和智能化水平提高。本发明专利技术的子板卡识别装置，包括设置在背板上的FPGA模块、多块子板和设置在背板上的多个卡槽，所述的子板插设在对应的卡槽上，所述的背板上设有与子板对应的卡槽地址模块，各个卡槽地址模块通过地址总线与FPGA模块连接，卡槽地址模块通过使能信号线与地址对应的子板上的子板类型模块连接，子板类型模块通过类型总线与FPGA模块连接。本发明专利技术可以实现FPGA模块自动识别背板上所有卡槽上子板的类型，有利于灵活配置子板数量和类型，不用人工配置FPGA程序，降低操作出错率。

A recognition device and method of daughter board card in back board system

【技术实现步骤摘要】
一种背板系统的子板卡识别装置与方法
本专利技术涉及变电站二次设备数字化检修与测试领域，具体地说是一种背板系统的子板卡识别装置与识别方法。
技术介绍
在电力通讯和电力测试领域，装置经常采用背板系统加上功能子板卡的设计方式。这种方式中，功能子板卡的电气接口物理尺寸和接口参数均一致。因此，可以根据不同的现场需求，灵活地增减或更改功能子板卡，实现模组化的配置。在变电站二次设备数字化检修与测试装置中也经常使用此设计。由于装置的功能子板卡常为开入子板(DI)、开出子板(DO)、光串口子板(FT3)、电流采集子板(AI)、电压采集子板(UI)等11种子卡，这些子板电气接口均直接到背板FPGA芯片。FPGA芯片通过系统总线方式统一操作多个卡槽内的功能子板卡，这样可以减少FPGA的引脚资源，提高系统的易用性。但是根据现场需求更改功能子板卡时，需人工通过PC上位机配置程序告知FPGA芯片，FPGA芯片调整内部功能模块与更改的功能子板卡适配。功能子板组合越多，人工配置出错的概率也就越大，不利于操作简化和智能化水平提高。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种背板系统的子板卡识别装置与识别方法，以避免人工配置FPGA程序，降低操作出错率。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：一种背板系统的子板卡识别装置，包括设置在背板上的FPGA模块、多块子板和设置在背板上的多个卡槽，所述的子板插设在对应的卡槽上，所述的背板上设有与子板对应的卡槽地址模块，各个卡槽地址模块通过地址总线与FPGA模块连接，卡槽地址模块通过使能信号线与其对应的子板上的子板类型模块连接，子板类型模块通过类型总线与FPGA模块连接。本专利技术还采用以下技术方案：一种背板系统的子板卡识别方法，其包括以下步骤：步骤1、FPGA模块发出卡槽地址扫描信号，通过地址总线发送到各个卡槽地址模块；步骤2、卡槽地址模块内部配置卡槽地址，不同的卡槽地址模块内配置不同的卡槽地址，卡槽地址模块将卡槽地址扫描信号与其内部配置的卡槽地址进行比较：如果一致，则使能信号为低电平，卡槽地址模块将使能信号通过对应的使能信号线发送到对应的子板上的子板类型模块；如果不一致，则使能信号为高电平，卡槽地址模块将使能信号通过对应的使能信号线发送到对应的子板上的子板类型模块；步骤3、若子板类型模块收到使能信号为低电平，则将配置在子板类型模块内的子板类型信号通过类型总线发送到FPGA模块；若子板类型模块收到使能信号为高电平，则不发送子板类型信号；步骤4、FPGA模块储存卡槽地址扫描信号以及对应的子板类型信号。作为上述子板卡识别方法的进一步补充，所述的卡槽地址模块包括四个异或门、三个或门、以及四组上拉电阻和下拉电阻，所述的上拉电阻为地址上拉电阻，所述的下拉电阻为地址下拉电阻；每组上拉电阻和下拉电阻对应一个异或门，异或门的其中一个输入端通过对应组的上拉电阻与电源连接或者通过对应组的下拉电阻与电气地连接，异或门的另一个输入端与地址总线中对应的引线(即异或门的输入信号为卡槽地址扫描信号对应的一个位信号)连接，其中两个异或门的输出端分别与第一个或门的两个输入端连接，另外两个异或门的输出端分别与第二个或门的两个输入端连接，第一个或门的输出端和第二个或门的输出端分别与第三个或门的两个输入端连接；当异或门的其中一个输入端通过对应组的上拉电阻与电源连接时，异或门的该输入端输入的使能信号为高电平，当异或门的其中一个输入端通过对应组的下拉电阻与电气地连接，异或门的该输入端输入的使能信号为低电平。因此，四组上拉电阻和下拉电阻的设置可以表征卡槽地址，可以通过设置上拉电阻和下拉电阻，设置卡槽地址，若卡槽地址与卡槽地址扫描信号一致，则第三个或门输出的使能信号为低电平；若卡槽地址与卡槽地址扫描信号不一致，则第三个或门输出的使能信号为高电平。作为上述子板卡识别方法的进一步补充，所述的子板类型模块包括四组上拉电阻、下拉电阻(所述的上拉电阻为子板类型上拉电阻，下拉电阻为子板类型下拉电阻)和4个三态门，每个三态门与一组上拉电阻和下拉电阻对应，每个三态门的输入端通过对应组的上拉电阻与电源连接或者通过对应组的下拉电阻与电气地连接；三态门的输出端与类型总线中的对应引线连接(即三态门的输出端的输出信号作为类型总线中的对应的位信号)，四个三态门的使能端均与使能信号连接，使能信号为低电平时，三态门的输入端和输出端连通；使能信号为高电平，三态门的输出端输出高阻。有效表征三态门的输入端通过接地电阻连接电气地，有效表征三态门的输出端通过有效表征上拉电阻与电源连接，有效表征三态门的输出端通过类型总线中的有效信号TYPE_BACK与FPGA模块连接。使能信号为低电平时，有效表征三态门的输入端和输出端连通，有效表征三态门的输出端为低电平，类型总线中的有效信号TYPE_BACK为低电平。使能信号为高电平时，有效表征三态门输出端呈高阻，类型总线中的有效信号TYPE_BACK为高电平。通过选择上拉电阻或下拉电阻与对应的三态门的输入端连接，可以表征子板类型信号，四个三态门的输出端作为子板类型信号，当使能信号为低电平时，即通过类型总线将子板类型信号发送到FPGA模块。当使能信号为高电平时，即不发送子板类型信号。本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：本专利技术可以实现FPGA模块自动识别背板上所有卡槽上子板的类型，有利于灵活配置子板数量和类型，不用人工配置FPGA程序，降低操作出错率。附图说明图1为本专利技术子板识别装置的整体框图；图2为本专利技术的卡槽地址模块的结构示意图；图3为本专利技术的子板类型模块的结构示意图。图中：1-背板；2-FPGA模块；3-子板；4-卡槽地址模块；5-子板类型模块；6-地址总线；7-类型总线；8-使能信号线。具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1如图1所示，本实施例提供一种背板系统的子板卡识别装置，包括设置在背板1上的FPGA模块2、多块子板3和设置在背板1上的多个卡槽，子板3插设在对应的卡槽上，背板1上设有与子板3对应的卡槽地址模块4，各个卡槽地址模块4通过地址总线6与FPGA模块2连接，卡槽地址模块4通过使能信号线8与其对应的子板3上的子板类型模块5连接，子板类型模块5通过类型总线7与FPGA模块2连接。实施例2本实施施提供一种背板系统的子板卡识别方法，其包括以下步骤：步骤1、FPGA模块2将卡槽地址扫描信号通过地址总线6发送到各个卡槽地址模块4；在本实施例中，地址总线为FPGA_A[3-0]，FPGA_A[3-0]为4bit总线，类型总线为TYPE[3-0]及有效信号TYPE_BACK，其中TYPE[3-0]为4bit总线。步骤2、卡槽地址模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背板系统的子板卡识别装置，包括设置在背板(1)上的FPGA模块(2)，其特征在于，还包括多块子板(3)和设置在背板(1)上的多个卡槽，所述的子板(3)插设在对应的卡槽上，所述的背板(1)上设有与子板(3)对应的卡槽地址模块(4)，各个卡槽地址模块(4)通过地址总线(6)与FPGA模块(2)连接，卡槽地址模块(4)通过使能信号线(8)与其对应的子板(3)上的子板类型模块(5)连接，子板类型模块(5)通过类型总线(7)与FPGA模块(2)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种背板系统的子板卡识别装置，包括设置在背板(1)上的FPGA模块(2)，其特征在于，还包括多块子板(3)和设置在背板(1)上的多个卡槽，所述的子板(3)插设在对应的卡槽上，所述的背板(1)上设有与子板(3)对应的卡槽地址模块(4)，各个卡槽地址模块(4)通过地址总线(6)与FPGA模块(2)连接，卡槽地址模块(4)通过使能信号线(8)与其对应的子板(3)上的子板类型模块(5)连接，子板类型模块(5)通过类型总线(7)与FPGA模块(2)连接。


2.一种背板系统的子板卡识别方法，其特征在于，包括步骤：
步骤1、FPGA模块(2)发出卡槽地址扫描信号，通过地址总线(6)发送到各个卡槽地址模块(4)；
步骤2、卡槽地址模块(4)内部配置卡槽地址，不同的卡槽地址模块(4)内配置不同的卡槽地址，卡槽地址模块(4)将卡槽地址扫描信号与其内部配置的卡槽地址进行比较：
如果一致，则使能信号为低电平，卡槽地址模块(4)将使能信号通过对应的使能信号线(8)发送到对应的子板(3)上的子板类型模块(5)；
如果不一致，则使能信号为高电平，卡槽地址模块(4)将使能信号通过对应的使能信号线(8)发送到对应的子板(3)上的子板类型模块(5)；
步骤3、若子板类型模块(5)收到使能信号为低电平，则将配置在子板类型模块(5)内的子板类型信号通过类型总线(7)发送到FPGA模块(2)；
若子板类型模块(5)收到使能信号为高电平，则不发送子板类型信号；
步骤4、FPGA模块(2)储存卡槽地址扫描信号以及对应的子板类型信号。


3.根据权利要求2所述的一种背板系统的子板卡识别方法，其特征在于，所述的卡槽地址模块包括四个异或门、三个或门、以及四组上拉电阻和下拉电阻，所述的上拉电阻为地址上拉电阻，所述的下拉电阻为地址下拉电阻；
每组上拉电阻和下拉电阻对应一个异或门，异或门的其中一个输入端通过对应组的上拉电阻与电源连接或者通过对应组的下拉电阻与电气地连接，异或门的另一个输入端与地址总线中对应的引线连接，即异或门的输入信号为卡槽地址扫描信号对应的一个位信号，其中两个异或门的输出端分别与第一个或门的两个输入端连接，另外两个异或门的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪冬辉，裘愉涛，黄晓明，陆承宇，王松，方芳，陈明，杨涛，孙文文，戚宣威，薛飞，段守胜，陈勇，黄志华，杜浩良，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，武汉凯默电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33