一种背板系统的多类型板卡自适应通信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多类型板卡自适应通信装置。主卡FPGA模块通过背板总线接口模块与各个子卡总线选通模块的总线侧通信控制接口连接，子卡的通信控制接口与对应的子卡总线选通模块的子卡侧通信控制接口连接，子卡总线选通模块的总线侧通信控制接口与子卡侧通信控制接口一一对应，主卡FPGA模块的地址接口通过背板总线接口模块与各个子卡总线选通模块的地址接口一一对应连接，本发明专利技术还公开了一种背板系统的多类型板卡自适应通信方法，本发明专利技术通过统一的背板总线接口模块，减少了子卡通信所需总线的种类，降低了通信总线在背板PCB的占用率，本发明专利技术方法不需要人工配置参数，减少了装置操作的失误率。

An adaptive communication device and method of multi type board card in backplane system

【技术实现步骤摘要】
一种背板系统的多类型板卡自适应通信装置与方法
本专利技术涉及变电站二次设备数字化检修与测试领域，具体涉及一种背板系统的多类型板卡自适应通信装置，还涉及一种背板系统的多类型板卡自适应通信方法。
技术介绍
随着国民经济的不断发展，我国人均用电量也在突飞猛进的增长，为了保证14亿人口用电的安全和稳定，国家电网公司每年都有大量的扩容改造站列入工作计划。自2007年以后，国家电网正式采用了IEC61850标准，这些扩容改造站既需要接入光数字信号，同时也需要接入传统的模拟电信号。因此，电力调试与检修人员要求，变电站二次设备检修与测试装置，应该能同时支持光网口、电网口、光串口、硬开入、硬开出、ADC采集等多种接口类型的板卡工作。对于这类测试设备，设计厂商大多采用背板系统的方式实现多类型板卡的扩展。对于背板系统中多类型板卡如何实现通信，目前常见的技术方法是在背板各个插槽位置布设所需类型的总线，然后主卡控制器配合子卡控制器完成它们之间数据的通信任务。如果采用这种技术方法，则装置每次扩展新类型的功能子卡，都需要在背板系统总线新增若干信号线，用于主卡控制器与新增子卡控制器之间的通信，显然这种方法会占用大量的背板PCB面积，如果扩展板卡类型过多，则在固定面积的背板上根本无法容纳所需通信总线。另外，如果采用这种技术方法，则需要每个板卡都具备通信控制器，这样会造成硬件成本的显著增加，同时不同类型板卡的程序版本管理，对测试装置的日常维护也带来了不便。
技术实现思路
本专利技术专利为克服现有技术存在的上述不足，提供了一种背板系统的多类型板卡自适应通信装置，还提供一种背板系统的多类型板卡自适应通信方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案实现：一种背板系统的多类型板卡自适应通信装置，包括主卡FPGA模块，还包括背板总线接口模块、子卡总线选通模块和子卡，主卡FPGA模块的通信控制接口的各个引脚通过背板总线接口模块与各个子卡总线选通模块的总线侧通信控制接口的各个引脚一一对应连接，子卡的通信控制接口的引脚与对应的子卡总线选通模块的子卡侧通信控制接口中的对应的引脚连接，子卡总线选通模块的总线侧通信控制接口与子卡侧通信控制接口一一对应，主卡FPGA模块的地址接口通过背板总线接口模块与各个子卡总线选通模块的地址接口一一对应连接，主卡FPGA模块分别与第一存储区和第二存储区连接。在子卡类型遍历阶段：主卡FPGA模块的地址接口通过背板总线接口模块发送地址数据到各个子卡总线选通模块的地址接口；主卡FPGA模块的通信控制接口通过背板总线接口模块发送子卡类型读取时序数据到各个子卡总线选通模块，当子卡总线选通模块接收到的地址数据与自身固化的地址信息一致，且子卡类型读取时序数据中的片选信号和扫描标识信号有效，则将总线侧通信控制接口中的类型数据接口和子卡侧通信控制接口中的类型数据接口对应一一导通，子卡的通信控制接口中的类型数据接口依次通过子卡总线选通模块、背板总线接口模块与主卡FPGA模块的通信控制接口中的类型数据接口连接，主卡FPGA模块读取子卡类型，并将子卡类型与地址数据关联并存储在第一存储区，当子卡总线选通模块接收到的地址数据与自身存储的地址信息不一致或片选信号无效或扫描标识信号无效，则不进行任何处理。在子卡通讯阶段：主卡FPGA模块根据需要通讯的子卡类型，在第一存储区中查找对应的地址数据，根据需要通讯的子卡类型和通信命令，在第一存储区中查找对应的通讯时序数据，根据通信命令和通讯时序数据生成通讯控制数据，并将通讯控制数据和地址数据作为一个通讯条目存储在第二存储区，主卡FPGA模块在第二存储区依次读取各个通讯条目，并将通讯条目中的通讯控制数据通过主卡FPGA模块的通信控制接口输出到背板总线接口模块，将通讯条目中的地址数据通过主卡FPGA模块的地址接口输出到背板总线接口模块，背板总线接口模块将通讯控制数据输出到子卡总线选通模块的总线侧通信控制接口，背板总线接口模块将地址数据输出到子卡总线选通模块的地址接口，当子卡总线选通模块接收到的地址数据与自身固化的地址信息一致，且通讯控制数据中的片选信号有效，则将总线侧通信控制接口和子卡侧通信控制接口一一对应导通，子卡的通信控制接口依次通过子卡总线选通模块、背板总线接口模块与主卡FPGA模块的通信控制接口连接，子卡总线选通模块与子卡之间通过通讯控制数据进行通讯。一种背板系统的多类型板卡自适应通信方法，包括以下步骤：步骤1、主卡FPGA模块的地址接口通过背板总线接口模块发送地址数据到各个子卡总线选通模块的地址接口；主卡FPGA模块的通信控制接口通过背板总线接口模块发送子卡类型读取时序数据到各个子卡总线选通模块，步骤2、当子卡总线选通模块接收到的地址数据与自身固化的地址信息一致，且子卡类型读取时序数据中的片选信号和扫描标识信号有效，则将总线侧通信控制接口中的类型数据接口和子卡侧通信控制接口中的类型数据接口对应一一导通，子卡的通信控制接口中的类型数据接口依次通过子卡总线选通模块、背板总线接口模块与主卡FPGA模块的通信控制接口中的类型数据接口连接，主卡FPGA模块读取子卡类型，并将子卡类型与地址数据关联并存储在第一存储区，当子卡总线选通模块接收到的地址数据与自身存储的地址信息不一致或片选信号无效或扫描标识信号无效，则不进行任何处理，步骤3、更换地址数据并返回步骤1直至所有地址数据遍历完成，步骤4、主卡FPGA模块根据需要通讯的子卡类型，在第一存储区存储中查找对应的地址数据，根据需要通讯的子卡类型和通信命令，在第一存储区中查找对应的通讯时序数据，根据通信命令和通讯时序数据生成通讯控制数据，并将通讯控制数据和地址数据作为一个通讯条目存储在第二存储区，步骤5、主卡FPGA模块在第二存储区依次读取各个通讯条目，并将通讯条目中的通讯控制数据通过主卡FPGA模块的通信控制接口输出到背板总线接口模块，将通讯条目中的地址数据通过主卡FPGA模块的地址接口输出到背板总线接口模块，步骤6、背板总线接口模块将通讯控制数据输出到子卡总线选通模块的总线侧通信控制接口，背板总线接口模块将地址数据输出到子卡总线选通模块的地址接口，步骤7、当子卡总线选通模块接收到的地址数据与自身固化的地址信息一致，且通讯控制数据中的片选信号有效，则将总线侧通信控制接口和子卡侧通信控制接口一一对应导通，子卡的通信控制接口依次通过子卡总线选通模块、背板总线接口模块与主卡FPGA模块的通信控制接口连接，子卡总线选通模块与子卡之间通过通讯控制数据进行通讯。本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：1、本专利技术提出的背板系统多类型子卡通信采用统一的接口，减少了子卡通信所需总线的种类，降低了通信总线在背板PCB的占用率。2、本专利技术方法，不需要人工配置参数，减少了装置操作的失误率。3、本专利技术方法，减少了通信控制器的使用，降低了装置硬件成本，同时避免了控制器软件版本的管理问题。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背板系统的多类型板卡自适应通信装置，包括主卡FPGA模块（1），其特征在于，还包括背板总线接口模块（2）、子卡总线选通模块（3）和子卡，/n主卡FPGA模块（1）的通信控制接口的各个引脚通过背板总线接口模块（2）与各个子卡总线选通模块（3）的总线侧通信控制接口的各个引脚一一对应连接，子卡的通信控制接口的引脚与对应的子卡总线选通模块（3）的子卡侧通信控制接口中的对应的引脚连接，子卡总线选通模块（3）的总线侧通信控制接口与子卡侧通信控制接口一一对应，/n主卡FPGA模块（1）的地址接口通过背板总线接口模块（2）与各个子卡总线选通模块（3）的地址接口一一对应连接，/n主卡FPGA模块（1）分别与第一存储区和第二存储区连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种背板系统的多类型板卡自适应通信装置，包括主卡FPGA模块（1），其特征在于，还包括背板总线接口模块（2）、子卡总线选通模块（3）和子卡，
主卡FPGA模块（1）的通信控制接口的各个引脚通过背板总线接口模块（2）与各个子卡总线选通模块（3）的总线侧通信控制接口的各个引脚一一对应连接，子卡的通信控制接口的引脚与对应的子卡总线选通模块（3）的子卡侧通信控制接口中的对应的引脚连接，子卡总线选通模块（3）的总线侧通信控制接口与子卡侧通信控制接口一一对应，
主卡FPGA模块（1）的地址接口通过背板总线接口模块（2）与各个子卡总线选通模块（3）的地址接口一一对应连接，
主卡FPGA模块（1）分别与第一存储区和第二存储区连接。


2.根据权利要求1所述的一种背板系统的多类型板卡自适应通信装置，其特征在于，
在子卡类型遍历阶段：
主卡FPGA模块（1）的地址接口通过背板总线接口模块（2）发送地址数据到各个子卡总线选通模块（3）的地址接口；主卡FPGA模块（1）的通信控制接口通过背板总线接口模块（2）发送子卡类型读取时序数据到各个子卡总线选通模块（3），
当子卡总线选通模块（3）接收到的地址数据与自身固化的地址信息一致，且子卡类型读取时序数据中的片选信号和扫描标识信号有效，则将总线侧通信控制接口中的类型数据接口和子卡侧通信控制接口中的类型数据接口对应一一导通，子卡的通信控制接口中的类型数据接口依次通过子卡总线选通模块（3）、背板总线接口模块（2）与主卡FPGA模块（1）的通信控制接口中的类型数据接口连接，主卡FPGA模块（1）读取子卡类型，并将子卡类型与地址数据关联并存储在第一存储区，
当子卡总线选通模块（3）接收到的地址数据与自身存储的地址信息不一致或片选信号无效或扫描标识信号无效，则不进行任何处理。


3.根据权利要求1所述的一种背板系统的多类型板卡自适应通信装置，其特征在于，
在子卡通讯阶段：
主卡FPGA模块（1）根据需要通讯的子卡类型，在第一存储区中查找对应的地址数据，根据需要通讯的子卡类型和通信命令，在第一存储区中查找对应的通讯时序数据，根据通信命令和通讯时序数据生成通讯控制数据，并将通讯控制数据和地址数据作为一个通讯条目存储在第二存储区，
主卡FPGA模块（1）在第二存储区依次读取各个通讯条目，并将通讯条目中的通讯控制数据通过主卡FPGA模块（1）的通信控制接口输出到背板总线接口模块（2），将通讯条目中的地址数据通过主卡FPGA模块（1）的地址接口输出到背板总线接口模块（2），
背板总线接口模块（2）将通讯控制数据输出到子卡总线选通模块（3）的总线侧通信控制接口，背板总线接口模块（2）将地址数据输出到子卡总线选通模块（3）的地址接口，
当子卡总线选通模...

【专利技术属性】
技术研发人员：方涛，钱晔，刘海东，郭灿杰，钟代宁，王宇亮，李昌飞，贾武轩，尹轶珂，孙浩杰，袁海阳，王继鹏，李伟，张峰，魏雨，李莉丽，鲁佳，宗克辉，张果峰，元杰，刘云龙，孙梦婷，蔺东奎，王超，于帆，沈可，孙道麟，张龙飞，薛晓龙，张晓乐，周科，戚弘亮，王其祥，亓学忠，甄家林，罗建平，朱贤宝，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司洛阳供电公司，国家电网有限公司，武汉凯默电气有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41