基于自主化IP核的多功能车辆总线4类设备网卡研制

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基于X86及PCIE的MVB通信网卡设计

基于X86及PCIE的MVB通信网卡设计

基于X86及PCIE的MVB通信网卡设计作者:宁寿辉石小磊来源:《数字技术与应用》2020年第01期摘要:简要介绍多功能车辆总线(MVB )总线及PCIE总线的特点,给出了基于X86处理器、PCIE总线接口的MVB通信网卡的硬件架构及设计方法,MVB网卡驱动软件、通信软件设计开发流程。

关键词:MVB;PCIE;X86;通信网卡;驱动;通信中图分类号:TP334.7 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2020)01-0142-030 引言目前,符合TCN标准的通信产品在铁路上已经得到广泛应用,该标准定义了两种用于列车车载数据通信的现场总线:绞线式列车总线(WTB)和多功能车辆总线(MVB)。

MVB总线将车厢内,即机车内、客车车辆内或货车车辆内的设备连在一起构成一个局域网。

其中,以基于PC/104架构的MVB通信设备应用最为广泛。

随着PCI总线技术向工业控制领域渗透,以支持热插拔操作为显著特征的PCI总线的MVB通信设备拥有良好的应用前景。

PCI总线技术具有无法忽视的优点,如更高的总线频率、独立于处理器、支持突发读写传输、自动配置、支持自动的设备检测与配置及低功耗等。

PCI-Express (PCIE)作为最新一代的总线接口,其点对点的串行设计以及双通道高带宽的传输模式,大大提高了数据的传输速率,它的广泛应用将全面取代PCI、AGP等总线。

本文设计了一种基于X86及PCIE总线的MVB通信网卡,并完成软硬件设计开发。

1 MVB网卡硬件设计1.1 总体硬件架构MVB网卡硬件架构如图1所示,MVB网卡由现场可编程逻辑阵列FPGA和MVB物理接口单元两部分组成。

现场可编程逻辑阵列FPGA完成PCIE总线数据编解码、MVB数据帧收发以及PCIE总线与MVB核之间的数据交互,MVB物理接口单元完成MVB数据的编解码(RS485格式)和符合IEC61375-1标准的TCN网络物理接入。

1.2 MVB接口单元设计MVB接口单元完成MVB差分信号隔离、RS485信号编解码和收发器控制,接口标准符合IEC61357-1协议。

《2024年基于CPCI总线的国产化多功能通信模块的研制》范文

《2024年基于CPCI总线的国产化多功能通信模块的研制》范文

《基于CPCI总线的国产化多功能通信模块的研制》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展,通信技术在各个领域的应用越来越广泛。

CPCI(Compact PCI)总线作为一种高性能、高可靠性的总线技术,在通信模块的研制中得到了广泛应用。

然而,目前市场上的通信模块大多依赖进口,这对我国的通信安全和自主可控能力构成了潜在威胁。

因此,基于CPCI总线的国产化多功能通信模块的研制,对于提升我国通信技术的自主创新能力、保障国家信息安全具有重要意义。

二、项目背景及意义随着国家对信息化建设的重视程度不断提高,CPCI总线技术在通信、航空、航天、军事等领域的应用越来越广泛。

然而,目前市场上的CPCI通信模块大多依赖进口,不仅成本高昂,而且存在安全隐患。

因此,研制基于CPCI总线的国产化多功能通信模块,对于提高我国通信技术的自主创新能力、保障国家信息安全、降低通信成本具有重要意义。

三、技术方案及实现1. 技术方案本项目采用CPCI总线技术,结合多通道路由技术、嵌入式操作系统等技术手段,实现多功能通信模块的研制。

该模块具备高速、稳定、可靠的数据传输能力,支持多种通信协议,满足不同领域的应用需求。

2. 实现过程(1)硬件设计:根据项目需求,设计CPCI总线接口电路、多通道路由电路、电源电路等硬件电路。

采用高性能的芯片和元器件,确保模块的稳定性和可靠性。

(2)软件开发:开发嵌入式操作系统,实现模块的软硬件协同工作。

编写驱动程序、应用程序等软件,实现模块的各项功能。

(3)测试与验证:对研制的通信模块进行严格的测试与验证,包括功能测试、性能测试、兼容性测试等。

确保模块的稳定性和可靠性达到预期要求。

四、功能特点及优势1. 功能特点(1)支持多种通信协议:该模块支持以太网、CAN、RS485等多种通信协议,满足不同领域的应用需求。

(2)高速稳定的数据传输:采用CPCI总线技术,实现高速稳定的数据传输,满足高带宽、低时延的应用需求。

(3)多通道路由技术:采用多通道路由技术,实现模块间的数据交换和共享,提高系统的灵活性和可扩展性。

基于飞思卡尔冷火V4核平台的配电自动化终端设计

基于飞思卡尔冷火V4核平台的配电自动化终端设计

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基于iCAN协议和PC104的测控系统设计方案

基于iCAN协议和PC104的测控系统设计方案

总第172期2008年第10期舰船电子工程Ship Electronic Enginee ring Vol.28No.10159 基于i CAN 协议和PC104的测控系统设计方案3崔卫见 王大华 任 鹏(海军工程大学 武汉 430033)摘 要 CAN 总线是被广泛应用的现场总线之一。

介绍了CAN 总线的发展和应用,分析了CAN 总线多种应用层协议并存的问题。

详细介绍了一种由我国自主开发的CAN 总线应用协议———iCAN 协议,同时分析了PC104的主要特点。

通过采用研华生产的PC104,设计了一个基于iCAN 协议的测控系统。

关键词 iCAN 协议;P C104;测控系统中图分类号 TP311Desi gn of Meas ure a nd Cont rol S ystem Basedon i CAN Protocol an d PC 104Cui Weijia n Wang D a hua Ren Pe ng(Naval Univer sity of Engineering ,Wuha n 430033)Abs tra ct The CAN bus is one field bus which is used widely.The de velop me nt and the application of t he CAN bus is int roduce in the pape r.The main p roble m of the CAN bus which is analyzed in the paper is tha t there a re seve ral diff erent ap 2plication layer protocols.The iCAN protocol developed independently by China is introduced in details ,toge ther wit h the characteristic of e mbedded co mputer PC104.A mea sure and control system ba sed on iCAN p rotocol is designed by using the PC104whic h is produced by Y an Hua .Ke y w ords iCAN ,protocol ,PC104,measure and control syste m Class N umber TP3111 引言在众多的现场总线中,CAN 总线由于其高实时性、可靠性和完全开放的结构,在很多领域都得到了广泛的应用[1]。

《2024年基于CPCI总线的国产化多功能通信模块的研制》范文

《2024年基于CPCI总线的国产化多功能通信模块的研制》范文

《基于CPCI总线的国产化多功能通信模块的研制》篇一一、引言随着信息化技术的迅猛发展,各领域对通信模块的要求愈发严格,尤其是对数据传输速率、实时性以及稳定性等方面的要求更是日新月异。

为了满足这种日益增长的需求,国产化多功能通信模块的研制成为了一种趋势。

本文以CPCI总线为基础,对多功能通信模块的研制进行了深入探讨。

二、CPCI总线概述CPCI总线(CompactPCI)是一种高性能的计算机扩展总线,具有高带宽、高可靠性、高兼容性等特点。

其设计理念是为了满足高速数据传输和实时性要求,为计算机系统提供一种高性能的扩展方式。

因此,以CPCI总线为基础的通信模块在数据传输速度和稳定性方面具有显著优势。

三、多功能通信模块的设计需求在研制多功能通信模块时,我们需要考虑以下几个方面:1. 传输速度:要满足高速数据传输的需求,保证数据传输的实时性。

2. 兼容性:应具备良好的兼容性,能够适应不同的系统和应用场景。

3. 稳定性:在长时间运行过程中应保持稳定可靠,减少故障率。

4. 功能性:应具备多种通信功能,如串口通信、网络通信等。

四、基于CPCI总线的多功能通信模块设计1. 硬件设计:硬件设计是整个模块的基础,包括主控芯片的选择、接口电路的设计等。

主控芯片应具备高性能、低功耗等特点,接口电路应具备高可靠性、高稳定性等特点。

2. 软件设计:软件设计是实现模块功能的关键,包括驱动程序的开发、通信协议的制定等。

驱动程序应具备高效、稳定的特点,通信协议应满足不同应用场景的需求。

3. 模块测试:在完成硬件和软件设计后,需要对整个模块进行测试,包括功能测试、性能测试、稳定性测试等。

测试结果应符合设计要求。

五、应用领域与前景基于CPCI总线的国产化多功能通信模块在各领域具有广泛的应用前景,如军事、航空、航天、工业控制等领域。

其高带宽、高可靠性、高兼容性等特点使其在数据传输和实时性方面具有显著优势。

随着信息化技术的不断发展,对通信模块的需求将更加严格,多功能通信模块的应用将更加广泛。

《2024年基于CPCI总线的DA模块研制》范文

《2024年基于CPCI总线的DA模块研制》范文

《基于CPCI总线的DA模块研制》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高,数据采集与处理在各个领域中的应用日益广泛。

作为数据传输的关键组成部分,数据传输模块的性能和稳定性直接影响着整个系统的性能。

在众多总线技术中,CPCI(Compact PCI)以其高速度、高可靠性、良好的扩展性等优点,被广泛应用于工业控制、测试测量、军事通信等领域。

本文将详细介绍基于CPCI总线的DA(数据采集)模块的研制过程,以及在研制过程中所遇到的问题和解决方案。

二、DA模块需求分析在DA模块的研制过程中,首先需要进行需求分析。

需求分析主要包括对DA模块的功能、性能、接口、工作环境等方面的分析。

根据实际需求,DA模块需要具备高速度、高精度、高稳定性的特点,同时还需要具备良好的兼容性和可扩展性。

因此,我们需要选择合适的CPCI总线作为数据传输的媒介,以保证数据的高速、稳定传输。

三、硬件设计在硬件设计阶段,我们需要根据需求分析的结果,设计出符合要求的DA模块硬件电路。

这包括主控芯片的选择、数据采集电路的设计、CPCI接口电路的设计等。

主控芯片是DA模块的核心部件,需要具备高速处理能力、低功耗等特点。

数据采集电路负责将从外部设备中采集的数据传输到主控芯片中,其精度和稳定性直接影响着整个系统的性能。

CPCI接口电路是实现DA模块与上位机通信的关键部分,其设计需要满足CPCI总线的规范和要求。

四、软件设计在软件设计阶段,我们需要根据硬件设计的结果,编写出符合要求的驱动程序和应用程序。

驱动程序负责实现DA模块与主控芯片之间的通信,以及主控芯片与上位机之间的通信。

应用程序则负责实现数据的采集、处理、存储等功能。

在软件设计过程中,我们需要充分考虑系统的实时性、稳定性和可扩展性等因素,以保证整个系统的性能和稳定性。

五、调试与测试在完成硬件和软件设计后,我们需要进行调试与测试工作。

这包括硬件电路的测试、驱动程序的调试、应用程序的测试等。

硬件电路的测试主要包括对电源、信号完整性等方面的测试;驱动程序的调试需要解决驱动程序与硬件之间的兼容性和稳定性问题;应用程序的测试则需要验证数据的采集、处理、存储等功能是否符合要求。

《2024年基于CPCI总线的DA模块研制》范文

《2024年基于CPCI总线的DA模块研制》范文

《基于CPCI总线的DA模块研制》篇一一、引言随着现代工业自动化、数字化和网络化程度的不断提高,数据采集与处理技术在工业控制、智能仪器仪表、军事装备等领域的应用越来越广泛。

作为数据采集与处理的重要部分,数据传输与通讯技术也在不断发展。

CPCI(Compact Peripheral Component Interconnect)总线以其高速、可靠、稳定等优势,被广泛应用于各类高精度、高速度的测量控制系统中。

因此,本文以CPCI总线为基础,研究并研制了一款基于CPCI总线的DA(Data Acquisition)模块。

二、DA模块的总体设计本DA模块的设计主要基于CPCI总线协议,采用模块化设计思想,将硬件电路、软件算法和通信协议等集成在一起。

整体设计包括硬件电路设计、软件算法设计和通信协议设计三个部分。

1. 硬件电路设计硬件电路设计是DA模块的基础,主要包括主控芯片、CPCI 接口电路、数据采集电路等部分。

主控芯片采用高性能的微处理器或DSP芯片,负责控制整个模块的工作流程和数据运算处理。

CPCI接口电路负责与上位机或其它设备进行数据传输和通信。

数据采集电路则负责将传感器等设备采集的数据进行转换和传输。

2. 软件算法设计软件算法设计是DA模块的核心部分,包括数据采集、数据处理、数据传输等算法。

这些算法要满足实时性、准确性和稳定性的要求,同时要能够处理各种复杂的数据类型和场景。

在算法设计过程中,我们采用了先进的数字信号处理技术和优化算法,确保了模块的优异性能。

3. 通信协议设计通信协议设计是DA模块与上位机或其它设备进行数据传输和通信的关键部分。

我们采用了CPCI总线协议,该协议具有高速、可靠、稳定等优点,能够满足高精度、高速度的测量控制系统的需求。

同时,我们还设计了符合实际需求的通信协议和数据格式,确保了数据传输的准确性和可靠性。

三、关键技术及实现在DA模块的研制过程中,我们采用了以下关键技术:1. 高速数据传输技术:通过优化CPCI总线协议和硬件电路设计,实现了高速数据传输,满足了高精度、高速度的测量控制系统的需求。

基于Xilinx IP核的PCIe总线高速数据接收卡的设计

基于Xilinx IP核的PCIe总线高速数据接收卡的设计

基于Xilinx IP核的PCIe总线高速数据接收卡的设计
郑翘楚;李旭东;周志伟;李少哲
【期刊名称】《数字技术与应用》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】PCIe是由Intel公司在2001年发布的第三代高性能IO总线标准,单个通道的传输带宽可以达到5Gbps,且通道数可以灵活配置,是目前性能最高的一种总线。

赛灵思公司的Virtex-6系列FPGA提供了对PCIe的良好协议支持,本文对如何使用Virtex-6系列FPGA进行PCIe总线的设计进行了研究,结果表明,该设计能满足实际应用对可靠性及高效性的要求。

【总页数】2页(P157-158)
【作者】郑翘楚;李旭东;周志伟;李少哲
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄 050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄 050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄 050081;中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄 050081
【正文语种】中文
【中图分类】TN948.55
【相关文献】
1.基于PCI总线的DVB-T数据接收卡的设计 [J], 蒋春玲;顾庆水;张洪斌
2.基于PCI总线的卫星数据接收卡的设计 [J], 顾庆水
3.基于IP核的PCIE总线接口逻辑的设计和实现 [J], 蒲恺;唐庆;田园
4.基于PCIExpress总线高速数采卡的设计与实现 [J], 马萍;唐卫华;李绪志
5.基于Xilinx IP核的PCIe总线高速数据接收卡的设计 [J], 郑翘楚;李旭东;周志伟;李少哲
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《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》范文

《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》范文

《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展,通讯技术在各行各业的应用越来越广泛。

RS422作为一种常用的串行通讯协议,具有长距离传输、高可靠性等优点,在工业控制、数据采集等领域有着广泛的应用。

然而,目前市场上的RS422通讯模块大多依赖进口,这不仅增加了成本,也制约了我国相关领域的发展。

因此,基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的研制具有重要的现实意义和应用价值。

二、CPCI总线技术概述CPCI总线是一种高速串行数据传输总线,具有高带宽、低延迟、高可靠性等优点,广泛应用于工业控制、数据采集等领域。

与传统的并行总线相比,CPCI总线具有更高的数据传输效率和更好的可扩展性,可以满足各种复杂系统的需求。

三、RS422通讯协议及模块设计RS422是一种双绞线制的串行通讯协议,具有长距离传输、高可靠性等特点。

在基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的研制中,我们采用了高性能的微处理器和FPGA芯片,实现了RS422通讯协议的硬件加速和软件优化。

模块设计主要包括以下几个部分:1. 物理层设计:包括接口电路、阻抗匹配、防雷保护等设计,确保模块在恶劣环境下仍能稳定工作。

2. 数据链路层设计:实现数据的编码、解码、差错控制等功能,保证数据的可靠传输。

3. 应用层设计:根据用户需求,提供相应的通信接口和协议支持,如Modbus、CAN等。

四、模块实现与测试在模块实现过程中,我们采用了模块化设计思想,将硬件和软件分离,便于后续的维护和升级。

同时,我们采用了先进的制板工艺和元器件选型,确保模块的稳定性和可靠性。

在测试阶段,我们进行了严格的性能测试和可靠性测试。

性能测试主要包括传输速率、误码率等指标的测试;可靠性测试则包括高温、低温、湿度等环境下的长期运行测试。

测试结果表明,我们的国产化RS422通讯模块在性能和可靠性方面均达到了预期目标。

五、应用与展望基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块具有广泛的应用前景。

《2024年基于CPCI总线的扫描AD模块研制》范文

《2024年基于CPCI总线的扫描AD模块研制》范文

《基于CPCI总线的扫描AD模块研制》篇一一、引言随着现代电子技术的飞速发展,数据采集和处理技术在各个领域的应用越来越广泛。

作为数据采集的重要环节,AD(模数转换)模块的性能直接影响到整个系统的稳定性和可靠性。

CPCI (Compact PCI)总线作为一种高性能的工业总线,在高速数据传输和实时性要求较高的场合具有显著优势。

本文旨在介绍一种基于CPCI总线的扫描AD模块的研制,以提高数据采集和处理的能力。

二、系统概述本系统采用CPCI总线作为数据传输的主要通道,配合高性能的AD模块,实现高速、高精度的数据采集。

扫描AD模块是本系统的核心部分,其作用是将模拟信号转换为数字信号,以便于后续的数据处理和分析。

三、扫描AD模块的研制1. 硬件设计扫描AD模块的硬件设计主要包括AD芯片选型、电路设计、电源设计等。

首先,根据系统需求,选择合适性能的AD芯片。

其次,设计合理的电路,保证信号的稳定传输和准确转换。

最后,为AD模块提供稳定的电源,以保证其正常工作。

2. 软件设计软件设计是扫描AD模块研制的关键部分。

首先,编写驱动程序,实现CPCI总线与AD模块的通信。

其次,编写数据采集程序,实现高速、高精度的数据采集。

此外,还需要编写数据处理程序,对采集到的数据进行处理和分析。

3. 扫描技术为了实现高速、高精度的数据采集,本系统采用扫描技术。

通过扫描多个通道的模拟信号,实现并行处理,提高数据采集的速度和精度。

同时,采用数字滤波技术,降低噪声干扰,提高数据的可靠性。

四、系统实现1. CPCI总线通信实现CPCI总线作为一种高性能的工业总线,具有高速、可靠、实时等特点。

本系统通过编写驱动程序,实现CPCI总线与扫描AD 模块的通信。

在驱动程序中,定义了通信协议和接口函数,以便于数据的传输和处理。

2. 数据采集与处理实现数据采集与处理是本系统的核心功能。

通过编写数据采集程序,实现高速、高精度的数据采集。

同时,通过数据处理程序对采集到的数据进行处理和分析,以便于后续的应用和分析。

《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》范文

《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》范文

《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》篇一一、引言随着科技的快速发展,通信技术在各行各业的应用越来越广泛。

其中,RS422通信协议以其高效率、低成本、抗干扰能力强等优点,在工业控制、数据采集等领域得到了广泛应用。

然而,目前市场上的RS422通讯模块大多依赖于进口,这不仅增加了成本,还可能因为技术受制于人而影响使用。

因此,基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的研制具有重要的现实意义。

二、CPCI总线与RS422通信协议简介CPCI总线(CompactPCI),又称工业级PCI总线,具有高速、稳定、可靠等特点,广泛应用于工业控制、数据采集等领域。

而RS422通信协议是一种平衡电压数字多路通信链路,具有长距离传输、高抗干扰能力等特点,常用于工业环境的串行通信。

三、国产化RS422通讯模块研制1. 硬件设计硬件设计是RS422通讯模块研制的关键。

首先,选择与CPCI总线兼容的芯片组作为硬件核心,以确保通讯模块的稳定性和可靠性。

其次,设计合理的电路,包括电源电路、信号处理电路等,以满足RS422通信协议的要求。

最后,进行模块的封装和测试,确保其满足工业环境的使用要求。

2. 软件设计软件设计是实现RS422通讯模块功能的重要环节。

首先,编写驱动程序,实现CPCI总线与RS422通讯模块的通信。

其次,编写应用程序接口(API),方便用户使用和开发。

最后,进行软件测试和优化,确保通讯模块的稳定性和可靠性。

四、研制成果及优势经过研发和测试,基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块已成功研制并投入使用。

该模块具有以下优势:1. 成本低:国产化后降低了成本,提高了竞争力。

2. 稳定性好:采用优质芯片和合理的设计,保证了模块的稳定性和可靠性。

3. 兼容性强:支持多种CPCI总线接口,方便用户使用和开发。

4. 抗干扰能力强:采用RS422通信协议,具有长距离传输、高抗干扰能力等特点,适用于工业环境。

五、应用前景与展望基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的研制成功,为工业控制、数据采集等领域提供了更加稳定、可靠的通信解决方案。

《2024年基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》范文

《2024年基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》范文

《基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块研制》篇一一、引言随着科技的不断进步和工业自动化的飞速发展,通信技术已经成为现代工业控制系统不可或缺的一部分。

CPCI总线作为当前流行的工业通信总线之一,具有高传输速率、高可靠性和强大的扩展性等特点,在各类工业应用中发挥着重要作用。

RS422通信协议作为一种常用的串行通信协议,在工业自动化和计算机接口等领域具有广泛的应用。

本文将针对基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的研制进行详细的阐述。

二、RS422通讯模块技术背景及市场需求RS422是一种常用的串行通信协议,具有传输距离远、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于工业控制、计算机接口、仪表通讯等领域。

然而,在当前的国内市场中,大部分的RS422通讯模块仍依赖进口,这在一定程度上影响了我国工业自动化的发展。

因此,研制基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块,对于提高我国工业自动化水平、降低生产成本、保障国家安全具有重要意义。

三、CPCI总线技术及特点CPCI总线是一种高性能的工业通信总线,具有高传输速率、高可靠性、强大的扩展性等特点。

其采用并行传输方式,支持多种数据传输速率和多种接口协议,可满足不同工业应用的需求。

此外,CPCI总线还具有高抗干扰能力、低功耗等优点,使其在恶劣的工业环境下仍能保持稳定的性能。

四、基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块设计1. 硬件设计:基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块的硬件设计主要包括主控芯片、CPCI接口电路、RS422收发电路等部分。

主控芯片负责整个模块的控制和数据处理,CPCI接口电路实现与CPCI总线的连接,RS422收发电路负责数据的收发。

2. 软件设计:软件设计是实现RS422通讯功能的关键。

在基于CPCI总线的国产化RS422通讯模块中,需要编写驱动程序和通信协议栈,以实现对CPCI总线和RS422协议的支持。

同时,为了提高模块的可靠性和稳定性,还需要对软件进行优化和调试。

《基于CPCI总线的DA模块研制》范文

《基于CPCI总线的DA模块研制》范文

《基于CPCI总线的DA模块研制》篇一基于CPCI总线的DA(数据采集)模块研制一、引言随着现代电子技术的飞速发展,数据采集技术在众多领域中扮演着越来越重要的角色。

CPCI(Compact PCI)总线作为一种高性能、高可靠性的总线标准,在数据采集、处理和传输等方面具有显著优势。

本文将详细介绍基于CPCI总线的DA模块的研制过程,包括其设计原理、实现方法、性能特点及实际应用。

二、DA模块设计原理1. 总体设计DA模块设计以CPCI总线为基础,采用模块化设计思想,将数据采集、处理、传输等功能集成于一体。

设计过程中,需充分考虑模块的可靠性、可维护性和扩展性。

2. 硬件设计硬件设计包括电路设计、芯片选型及布局布线等。

电路设计需满足低噪声、低功耗、高稳定性等要求;芯片选型需根据实际需求,选择性能稳定、功耗低的芯片;布局布线需考虑信号完整性、抗干扰性及散热性能等因素。

3. 软件设计软件设计包括驱动程序、控制算法及上位机软件等。

驱动程序需支持CPCI总线的通信协议,实现模块与上位机之间的数据传输;控制算法需根据实际需求进行定制,实现数据采集、处理及分析等功能;上位机软件需提供友好的人机交互界面,方便用户进行操作及监控。

三、实现方法1. 硬件实现硬件实现包括电路板制作、芯片焊接及模块测试等。

在制作电路板时,需选择合适的板材及工艺,确保电路的稳定性和可靠性;芯片焊接需采用专业的焊接工艺,确保焊接质量;模块测试需对模块的各项性能进行测试,确保其满足设计要求。

2. 软件实现软件实现包括驱动程序编写、控制算法实现及上位机软件开发等。

驱动程序需遵循CPCI总线的通信协议,实现模块与上位机之间的数据传输;控制算法需根据实际需求进行定制,采用合适的算法实现数据采集、处理及分析等功能;上位机软件需采用合适的编程语言及开发工具进行开发,实现友好的人机交互界面。

四、性能特点1. 高性能:基于CPCI总线的DA模块具有高速、高可靠性的数据传输能力,可满足各种复杂环境下的数据采集需求。

基于PCI9054的多总线通信板卡的研制

基于PCI9054的多总线通信板卡的研制

基于PCI9054的多总线通信板卡的研制郑永龙;白煊;穆蓉;聂敏;周勇军;彭虎【期刊名称】《测控技术》【年(卷),期】2018(037)003【摘要】为掌握PCI板卡设计及其通信原理、开发基于PCI接口的多总线通信卡,针对目前PCI总线通信接口模块的研制现状,在对PCI9054及其PCI卡开发流程进行系统诠释的基础上,以PCI9054为PCI总线协议芯片,以CycloneⅢ系列FPGA(EP3 C5 E144C8)为本地总线控制器,采用“FPGA+ PCI9054”架构,设计一种基于PCI接口的具有1路RS232、3路RS422收发的多总线通信卡,给出该模块的硬件设计与软件开发(包括基于VC++的板卡测试软件与基于Verilog的板卡功能代码),并对其通信功能进行试验验证,仿真与实验结果表明其有效性.【总页数】6页(P123-128)【作者】郑永龙;白煊;穆蓉;聂敏;周勇军;彭虎【作者单位】中国人民解放军第5720工厂安徽省航空设备测控与逆向工程实验室,安徽芜湖241007;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京211106;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京211106;南京航空航天大学自动化学院,江苏南京211106;中国人民解放军第5720工厂安徽省航空设备测控与逆向工程实验室,安徽芜湖241007;中国人民解放军第5720工厂安徽省航空设备测控与逆向工程实验室,安徽芜湖241007【正文语种】中文【中图分类】V243.1【相关文献】1.基于PCI9054的PCI接口数据通信系统 [J], 李垌楠;季彬彬2.基于PCI9054的PCI接口数据通信系统 [J], 李垌楠;季彬彬3.基于PCI9054的数据通信接口卡设计 [J], 张丹红;张孝勇;刘文4.基于PCI9054的通信卡设计 [J], 陈嫣然;张会新;郑燕露5.基于PCI9054的PCI主模式板卡的设计 [J], 付宁;徐东东;杨易;刘通因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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备 网卡, 标志从芯片级掌握 了 T C N 网络 4类设备 的核心技术 , MV B 4类 设备 网卡 可以和 C P U板集 成 为 中央控 制单 元 ( C C U) , 成 为一 个标 准的 MV B 4 类设备 , 用于动车组 、 地铁及轻轨列车控制系统中。
经过编码 器传输 到 M V B总线。A R M配有单 独静 态随机存储器 ( S R A M) 和F l a s h 存 储器。A R M 首 次启 动使用串 口系统启动模式 , 固化到 F l a s h后采
作者简介 : 李砾 工 ( 1 9 6 7 一) ,男 ,山西大 同人 ,教授级高 级工程 师 ;王锋 ( 1 9 7 8 一) ,男 ,黑龙 江 哈尔 滨人 ,高级 工程
师。
图1 M V B 4类设备网卡结构

铁 道 机 车 与动 车
的介质 选择 由控 制模块 来控 制 。
3 . 2 发 送缓 存器
2 0 l 3 年
并启动, A R M与 F P G A之间通过近 4 O组通用输入 输 出接 口( G P l O s ) 来通信。
发送缓存器是作为一个 中间缓存器 , 它存储的
3 基于 F P GA 的固件设计
M V B . P C 1 0 4网卡的主要逻 辑由 F P G A 内部 的 固件实现, 固件结构如图 2所示。 3 . 1 编 码器 编码器主要是对数据进行曼彻斯特编码 , 形成 相应的 M V B帧格式 , 并将帧发送到 M V B总线上。
成。
M V B C控制芯片 , 在列车通信网络 ( T C N ) 技术处于 垄断地位 ; 国内相关企业与高校做了一些 M V B C控 制芯片的研究工作 , 一些 自主设计的多功能车辆总
线( M V B ) 1 类设备 和 2类 设备 已经有批量装车应 用, 但具有 自主 I P核的 M V B 4类的总线 主设备还 没有 装 车业 绩 。
用F l a s h 模式烧写 , 同时 A R M负责配置 F P G A程序
2 硬件 结构
根 据 国际 标准 I E C 6 1 3 7 5 — 1 对T C N网络 的功 能
划分 , M V B 4类设备 网卡总体设计主 要分为两部
收 修 回稿 日期 :2 0 1 3 - O 5 - l 0
第1 1 期( 总 第4 7 7 期 )
铁道机 车与动车
2 0 1 3 年1 1 月
基 于 自主化 I P 核 的 多 功 能 车 辆
总 线 4类 设 备 网 卡 研 制
李砾工 , 王 锋
( 中国北车股份有限公 司大连 电力牵弓 I 研发 中心 , 辽宁 大连 1 1 6 0 2 2 )
1 引 言
目前庞 巴 迪 、 西 门子 等 公 司 都 有 自 已成 熟 的
向上提供 I E C 6 1 3 7 5 — 1 规定 的链 路层软件接 口, 这 部分主要 由 F P G A和 A R M 完成 ; ( 2 ) 实 时协议栈 ( R T P ) 。实现网络层、 传输层、 会话层、 应用层接 口 等功能 , 这部分主要 由上位机 C P U板 内的软件完
3 . 3 译 码 器
除帧头帧尾外 , M V B的数据 帧全 部为标 准曼 彻 斯特 码 。M' q B的 帧 尾 为 0 . 7 5 b i t +1 2 5 n s的 低
电平 。全局 时钟 为 2 4 MH z , 编码 器将 1 6 b i t 的数据
由于采用冗余线通信 , 所以将两路信号输入到 F P G A内 , 分别为 A路和 B路 , 每路各需要一个译
本 文设计 的 F P G A+A R M 结构 的 MV B 4类 设
M V B 4类 设备 网卡 的硬件结构 如图 1 所示 。 数据流动过程为 : P C 1 0 4总线从上位机获 取 8 b i t 数据 , 经F P G A内部存储器合并整理为 1 6 b i t 数据 , 存入 F P G A 的通信存储器 , 当本 网卡需要 向 M V B 总线发送数据的时候 , 数据从通信存储器 中取出 ,
是将被发送 的下一个数据 , 该数据不包括帧头帧尾 ( 由编码器编码得 到) , 只有 相应的数据 以及 C R C 校验数据, 因此大小为 3 2 b y t e s + 4 b t y e s = 3 6 b y t e s ( 最大的 M V B数据帧) 。该存储器 占用 F P G A内部 存储器 , 由控制模块进行控制。
摘要 : 介绍 了基 于现场可编程门阵列( F P G A ) 和处理 器( A R M) 结构的多功能车辆总线( M V B )
4类设 备 网卡 的设 计 , 采 用 了 国产 化 的 多功 能 车辆 总线控 制 器 ( MV B C) 核 心 芯 片的 I P核 ( I n t e l l e c . t u a l P r o p e r t y c o r e ) 硬 件描 述 语 言程序 , 并 首 次批 量装 车应 用。
关键 词 :MV B C;国产 化 ;F P G A; A R M;I P核
中图分 类 号 : T P 3 9 3 . 1 文 献标 识码 : B 文章编 号 : 2 0 9 5 - 5 9 0 1 ( 2 0 1 3 ) 1 1 - 0 0 0 1 - 0 4
分: ( 1 ) MV B控 制 器 。实 现 物 理 层 和链 路 层 功 能 ,
码器 , 两个 译 码 器 功 能 完 全 一 样 。译 码 器 启 动 后 , 将对 MV B总线 上过来 的 MV B帧进 行译 码 , 将译 码 后 的数 据 以及 校 验数 据存 人 到接 收缓 存 区 。译 码
变成 1 . 5 M b i t / s 曼彻斯特 串行数据流发送到 M V B 总线上 。 MV B帧 由一 个 起 始 位 开 始 , 然 后 是 主 帧 或 者 是从帧帧头 , 帧头为一个 8 b i t 的序列 , 接着是数据 部分 , 然后是数据的校验 b i t , 最后为帧尾。主帧数 据部分固定为 1 个字 , 包括 F — c o d e 和端 口地址 , 而 从帧的。对 于 不同的介质 , 数据帧尾也为一特定 的格式 , 编码 器
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