一种极高可靠性二取二数据通信板卡制造技术

本实用新型专利技术公开了一种极高可靠性二取二数据通信板卡，包括电源电路、背板通信电路、二取二架构电路、外部通信通道电路和状态输入输出电路，电源电路用于为通信板卡供电；背板通信电路包括两路CAN总线模块，每路两路CAN总线模块包括与CAN总线连接的电磁防护模块、两个CAN隔离收发器，并分别连接安全CPU

【技术实现步骤摘要】
一种极高可靠性二取二数据通信板卡


[0001]本技术涉及数据通信板卡
，特别是涉及一种极高可靠性二取二数据通信板卡。

技术介绍

[0002]在轨道交通通信系统设计过程中，通常会用到各种各样的通信接口，如常用的串口、CAN以及以太网等，而且，每一种接口均可能存在多路同时使用的情况。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。传统的通信板卡通常使用单取架构，在遇到系统内部数据异常、帧错位等威胁时，无法进行有效的识别和矫正，通信可靠性和安全性不高。基于以上问题，迫切需要开发一种高安全、高可靠的数据通信板卡。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种极高可靠性二取二数据通信板卡，能够提供基于CAN
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光
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CAN通信的超远距离数据传输通道，提供高可靠性的安全数据传输。
[0004]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0005]一种极高可靠性二取二数据通信板卡，包括电源电路、背板通信电路、二取二架构电路、外部通信通道电路和状态输入输出电路，所述电源电路包括主电源、备用电源、电源切换模块、安全电源接口模块以及非安全电源接口模块，所述主电源、备用电源分别连接到电源切换模块，所述电源切换模块与安全电源接口模块以及非安全电源接口模块连接；
[0006]所述背板通信电路包括两路CAN总线模块，分别为CAN
‑
A总线模块以及CAN
‑
B总线模块，所述CAN
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A总线模块包括与CAN
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A总线连接的第一电磁防护模块、两个CAN隔离收发器，所述第一电磁防护模块通过两个CAN隔离收发器分别连接安全CPU
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A以及安全CPU
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B；所述CAN
‑
B总线模块包括与CAN
‑
B总线连接的第二电磁防护模块、两个CAN隔离收发器，所述第二电磁防护模块通过两个CAN隔离收发器分别连接安全CPU
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A以及安全CPU
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B；
[0007]所述二取二架构电路包括安全CPU
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A、安全CPU
‑
B以及设置在安全CPU
‑
A和安全CPU
‑
B之间的隔离电阻；
[0008]所述外部通信通道电路包括两路光通信通道，分别为外部光通信
‑
A通道、外部光通信
‑
B通道，所述外部光通信
‑
A通道包括依次连接的第一串口转隔离RS422模块、光通信转换器
‑
A以及外部光通信
‑
A，所述第一串口转隔离RS422模块与所述安全CPU
‑
A连接；所述外部光通信
‑
B通道包括依次连接的第二串口转隔离RS422模块、光通信转换器
‑
B以及外部光通信
‑
B，所述第二串口转隔离RS422模块与所述安全CPU
‑
B连接；
[0009]所述状态输入输出电路包括状态CPU以及前面板LED指示灯电路，所述前面板LED指示灯电路连接状态CPU，所述状态CPU分别连接安全CPU
‑
A以及安全CPU
‑
B；
[0010]所述安全电源接口模块与背板通信电路、二取二架构电路、外部通信通道电路连接，用于为所述背板通信电路、二取二架构电路、外部通信通道电路供电；所述非安全电源
接口模块与状态输入输出电路连接，用于为所述状态输入输出电路连接。
[0011]进一步的，所述第一串口转隔离RS422模块与所述第二串口转隔离RS422模块之间设置有第三电磁防护模块。
[0012]进一步的，所述主电源与电源切换模块之间设置有电磁防护模块A，所述备用电源与电源切换模块之间设置有电磁防护模块B。
[0013]进一步的，所述第一电磁防护模块、第二电磁防护模块、第三电磁防护模块均由滤波电容、TVS管构成。
[0014]进一步的，所述第一串口转隔离RS422模块还与所述安全CPU
‑
B连接，所述第二串口转隔离RS422模块与所述安全CPU
‑
A连接。
[0015]进一步的，所述状态CPU还连接有拨码开关电路。
[0016]根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本技术提供的极高可靠性二取二数据通信板卡，电源电路采用冗余电源输入，电源输入分为主备，电源模块根据电源情况自动进行主备电源切换，当主备电源均可用时，采用主电源作为供电电路，当主电源发生故障时，自动切换到备电源进行供电；采用背板CAN作为设备内部通信链路，背板设置两路CAN总线，每次收发数据，两路背板CAN同时收发相同数据，主从CPU同时向两路CAN总线收发数据，两CPU将收到或将要发出的数据进行合并后，通过二取二部分进行比较，比较确认数据一致，则进行收发操作；基于CAN
‑
光
‑
CAN通信的超远距离数据传输通道，并设置有多处的电磁防护模块，防止由于室外电磁环境影响导致的数据错误；状态输入输出电路部分主要负责对系统状态显示和采集；综上，本技术提供高可靠性的安全数据传输，在出现故障、数据不一致、数据逻辑不满足时，保障通信系统导向安全侧，确保通信的持续性和可靠性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本技术电源电路的结构示意图；
[0019]图2为本技术背板通信电路的结构示意图；
[0020]图3为本技术二取二架构电路的结构示意图；
[0021]图4为本技术外部通信通道电路的结构示意图；
[0022]图5为本技术状态输入输出电路的结构示意图；
[0023]图6为本技术实施例受控任务调度流程图；
[0024]图7为本技术二取二对比逻辑流程图；
[0025]图8为本技术安全数据交互逻辑图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]本技术的目的是提供一种极高可靠性二取二数据通信板卡，能够提供基于CAN...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极高可靠性二取二数据通信板卡，其特征在于，包括：电源电路、背板通信电路、二取二架构电路、外部通信通道电路和状态输入输出电路，所述电源电路包括主电源、备用电源、电源切换模块、安全电源接口模块以及非安全电源接口模块，所述主电源、备用电源分别连接到电源切换模块，所述电源切换模块与安全电源接口模块以及非安全电源接口模块连接；所述背板通信电路包括两路CAN总线模块，分别为CAN
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A总线模块以及CAN
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B总线模块，所述CAN
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A总线模块包括与CAN
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A总线连接的第一电磁防护模块、两个CAN隔离收发器，所述第一电磁防护模块通过两个CAN隔离收发器分别连接安全CPU
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A以及安全CPU
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B；所述CAN
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B总线模块包括与CAN
‑
B总线连接的第二电磁防护模块、两个CAN隔离收发器，所述第二电磁防护模块通过两个CAN隔离收发器分别连接安全CPU
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A以及安全CPU
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B；所述二取二架构电路包括安全CPU
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A、安全CPU
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B以及设置在安全CPU
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A和安全CPU
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B之间的隔离电阻；所述外部通信通道电路包括两路光通信通道，分别为外部光通信
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A通道、外部光通信
‑
B通道，所述外部光通信
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A通道包括依次连接的第一串口转隔离RS422模块、光通信转换器
‑
A以及外部光通信
‑
A，所述第一串口转隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：李睿智，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：新型
国别省市：