专利名称：外挂式零槽控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可实现台式计算机或工控机对PXI机箱构成的测试系
统进行直接控制的外挂式零槽控制器。
背景技术：
PXI总线是虚拟仪器常用的接口总线，PXI测试系统按控制器类型分为外置 控制器系统和嵌入式测试系统两种。在使用外置控制器PXI测试系统时，需要 在主控计算机内插入PCI总线控制模块，在PXI机箱的零槽位置插入PXI总线 控制模块，然后把两个控制模块通过专用电缆连接，从而实现主控计算机对PXI 机箱内所插入的其他PXI功能板卡进行控制。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种外挂式零槽控制器，主要用来实现台式计算
机或工控机直接控制由PXI机箱构成的测试系统。
本实用新型技术解决方案如下
一种外挂式零槽控制器，包括安装在计算机或工控机中的PCI总线控制模 块、安装在PXI测试系统中的PXI总线控制模块以及连接所述两个控制模块的 连接电缆；其不同之处在于
上述PCI总线控制模块包括PCI总线接口、协议转换芯片、PCI总线控制 信号处理器、StarFabric协议串行传输接口电路、配置电路、电源变换电路、电 压基准电路和时钟电路；所述PCI总线接口与协议转换芯片、PCI总线控制信号 处理器连接，所述协议转换芯片分别与PCI总线控制信号处理器、配置电路、 电压基准电路、电源变换电路、时钟电路以及StarFabric协议串行传输接口电路 连接；
上述PXI总线控制模块包括StarFabric协议串行传输接口电路、协议转换芯 片、配置电路、电压基准电路、电源检测复位电路、PXI总线控制器信号处理电 路、电源变换电路、功能选择电路和时钟电路；所述PXI总线接口与协议转换 芯片、PXI总线控制器信号处理电路连接，所述协议转换芯片分别与StarFabric协议串行传输接口电路、配置电路、电压基准电路、电源检测复位电路、电源 变换电路、功能选择电路和时钟电路连接；
上述PCI总线接口用于计算机或工控机与PCI总线控制模块的通讯；所述 PXI总线接口用于PXI测试系统与PXI总线控制模块的通讯；所述协议转换芯 片用于PCI协议或PXI协议与StarFabric协议的转换；所述PCI总线控制信号处 理器为PCI接口总线提供仲裁请求信号、中断信号和复位信号的处理；所述PXI 总线控制信号处理电路对PXI接口总线控制信号进行上拉；所述StarFabric协议 串行传输接口电路提供StarFabric协议数据的传输通道；所述配置电路用于存储 协议转换芯片的寄存器的配置参数；所述电源变换电路用于将PCI接口总线或 PXI接口总线提供的电源电压转换为协议转换芯片需要的电源电压；所述电压基 准电路用于提供StarFabric串行传输时的电压基准；所述时钟电路用于提供 StarFabric每个串行传输通道的时钟基准；所述电源检测复位电路向协议转换芯 片提供复位信号；所述功能选择电路用于决定协议转换芯片的工作模式和状态。
上述PXI总线控制模块还包括时钟分配电路，所述时钟分配电路与PXI总 线接口连接，所述时钟分配电路用于提供PXI机箱中其他功能板卡所需的系统 时钟。
上述连接电缆为可在两块控制模块之间为低电压差分信号提供传输通道的 4X电缆。
本实用新型具有的优点台式计算机或工控机可通过本实用新型外挂式零 槽控制器来控制由PXI机箱构成的测试系统，方便用户在试验室或其他工作环 境内对产品进行测试，并通过计算机强大的计算能力对测试数据进行保存，分 析及处理等工作；同时，也有利于用户的升级或扩展工作。
图1为本实用新型外挂式零槽控制器电路结构示意图；图2为本实用新型 PCI总线接口示意图；图3为本实用新型PCI总线控制模块的协议转换芯片 (SG2010)的PCI信号组及仲裁信号上拉处理示意图；图4为本实用新型电源 变换电路；图5为本实用新型协议转换芯片的配置电路原理图；图6为本实用 新型StarFabric串行传输接口及协议转换芯片的功能管脚示意图；图7为本实用 新型StarFabric串行传输电压基准电路图；图8为本实用新型PXI总线控制模块的功能选择电路原理图图9为本实用新型配置协议转换芯片内部功能的电路示 意图；图10为本实用新型StarFabric串行传输参照基准时钟电路、串行传输接 口及协议转换芯片的管脚示意图；图11为本实用新型PXI总线控制模块的协议 转换芯片(SG2010)的PXI信号组图；图12为本实用新型PXI总线控制模块 的电源检测复位电路原理图；图13为本实用新型PXI接口原理图之一；图14 为本实用新型PXI总线控制模块的时钟分配电路原理图；图15为本实用新型PXI 接口电路原理图之二。
具体实施方式
图1为外挂式零槽控制器电路结构示意图，分为三个部分安装在计算机 或工控机中基于PCI总线接口的控制模块(即HTPCI4910卡)、安装在PXI系 统中PXI总线控制模块(即HTPXI4910卡)以及两个控制模之间的连接电缆。 HTPCI4910卡和HTPXI4910卡分别基于PCI总线接口和PXI总线接口进行数据 的传输，而整个外挂式零槽控制器功能就是实现一个PCI-to-PCI桥。HTPCI4910 卡的主要功能就是把PCI总线协议转换成能够用低电压差分信号(LVDS)传输 的StarFabric串行传输协议，而HTPXI4910则把StarFabric串行传输协议转换为 PXI协议，同时为PXI系统中的各个板卡提供同步时钟信号，中断和仲裁等服 务，也能通过外部触发信号实现多个PXI系统之间的同步。连接电缆为StarFabric 推荐的4X电缆,在两块卡之间为LVDS信号提供传输通道。从整个功能上来说， HTPCI4910在计算机上作为一个PCI外围设备卡，HTPXI4910在PXI系统中， 主要作为PXI机箱的Slot-O控制卡使用。HTPCI4910卡由下述部分组成它包 括PCI总线接口、协议转换芯片、控制信号处理器、StarFabric协议串行传输接 口电路、配置电路、电源变换电路、电压基准电路、时钟电路，PCI总线接口与 协议转换芯片双向连接，PCI总线接口与控制信号处理器双向连接，控制信号处 理器与协议转换芯片双向连接，协议转换芯片与配置电路、电压基准电路和 StarFabric协议串行传输接口电路双向连接，电源变换电路和时钟电路与协议转 换芯片连接。HTPXI4910卡由下述部分组成它包括StarFabric协议串行传输 接口电路、协议转换芯片、配置电路、电压基准电路、电源检测复位电路、PXI 总线控制器信号处理电路、PXI总线接口电路、电源变换电路、功能选择电路、 时钟电路、时钟分配电路，StarFabric协议串行传输接口电路、配置电路、电压
6基准电路、PXI总线接口电路与协议转换芯片双向连接，电源检测复位电路、电 源变换电路、功能选择电路和时钟电路与协议转换芯片连接，PXI总线接口电路 与PXI总线控制器信号处理电路双向连接，时钟分配电路连接PXI总线接口电路。
图2为PCI总线接口示意图，图中J1和协议转换芯片的PCI接口相连。
图3为PCI总线控制模块的协议转换芯片(SG2010)的PCI信号组及仲裁信号 上拉处理，REQ1一L REQ8一L为接口总线的仲裁请求信号的上拉处理，其与协 议转换芯片相连，INTA_L、 INTB_L、 INTC—L和INTD—L为接口总线的中断信号 的处理，其与协议转换芯片相连，并通过电阻和PCI接口相连，PLL—RESET为复 位信号的处理，其与协议转换芯片相连。
图4为电源变换电路，其作用是把PCI接口总线或PXI接口总线提供的3.3V电 源转换为1.5V，从而满足协议转换芯片对电源的需求。
图5为协议转换芯片的配置电路原理图，配置电路采用AT25640的存储芯片， SR—CS一L、 PR—ADO、 PR一CLK以及PR—ALE—L和协议转换芯片相连，产品上电 时，协议转换芯片通过读取配置电路中存储芯片的内容，对协议转换芯片本身 的寄存器进行配置。
图6为StarFabric串行传输接口及协议转换芯片的功能管脚，StarFabric串行 传输接口电路和协议转换芯片SG2010相连，提供PCI协议转换为StarFabric协议 后的数据传输通道，其中LINK为连接器，连接两块板卡的串行传输电缆。
图7为StarFabric串行传输电压基准电路，该电路的电压输出电压为1.4V和 l.OV，和协议转换芯片SG2010相连，提供StarFabric串行传输时的电压基准。
图8为PXI总线控制模块的功能选择电路原理图，在上电时，该电路根据该 信号的电平高低决定协议转换芯片的工作模式和状态。
图9为配置协议转换芯片内部功能的电路示意图。
图10为StarFabric串行传输参照基准时钟电路、串行传输接口及协议转换芯 片的管脚，StarFabric串行传输参照基准时钟电路的时钟输出时钟为62.208MHz， 和协议转换芯片SG2010相连，提供StarFabric每个串行传输通道高达622Mbps传 输的时钟基准。PCI总线控制模块的协议转换芯片电路为协议转换芯片SG2010 电路的一部分，该图右侧上的A0TXP0-A0TXP3， AOTXNO-A0TXN3， AORXNO-A0RXN3 ， AORXPO-八0RXP3连接图8中的串行传输接口电路的相应端。
图11为PXI总线控制模块的协议转换芯片(SG2010)的PXI信号组，该电路 为协议转换芯片SG2010的电路的 一 部分，该图左侧的 AD0-AD31,CBE0#-CBE3#， PAR, FRAME#， IRDY#， TRDY#， STOP#， DEVSEU， PERR#， SERR#， REQ#， GNT#， CCLK连接PCI接口电路相应端。
图12为PXI总线控制模块的电源检测复位电路原理图，该电路选用的电源检 测复位芯片为DS1834，当系统电源3.3V低于芯片设置的门槛电压时，该芯片输 出复位信号，使协议转换芯片SG2010及相关电路复位。
图13为PXI接口原理图之一，图中J1和协议转换芯片相连，提供PXI接口数 据传输和控制通道。
图14为PXI总线控制模块的时钟分配电路原理图，该电路选择的晶振为 66MHz，时钟同步分配芯片为IDT2309，该芯片的输出端CLKAl-4、 CLKB1-4 和PXI接口SYS-CLK0-6、 9112-CLK相连，提供PXI机箱中所插入的其他功能板 卡所需的系统时钟。
图15为PXI接口电路原理图之二，图中J2为PXI接口电路之一，TRIG7为PXI 协议中触发总线之一，可以实现多个PXI机箱之间的同步触发。
权利要求1、一种外挂式零槽控制器，包括安装在计算机或工控机中的PCI总线控制模块、安装在PXI测试系统中的PXI总线控制模块以及连接所述两个控制模块的连接电缆；其特征在于所述PCI总线控制模块包括PCI总线接口、协议转换芯片、PCI总线控制信号处理器、StarFabric协议串行传输接口电路、配置电路、电源变换电路、电压基准电路和时钟电路；所述PCI总线接口与协议转换芯片、PCI总线控制信号处理器连接，所述协议转换芯片分别与PCI总线控制信号处理器、配置电路、电压基准电路、电源变换电路、时钟电路以及StarFabric协议串行传输接口电路连接；所述PXI总线控制模块包括StarFabric协议串行传输接口电路、协议转换芯片、配置电路、电压基准电路、电源检测复位电路、PXI总线控制器信号处理电路、电源变换电路、功能选择电路和时钟电路；所述PXI总线接口与协议转换芯片、PXI总线控制器信号处理电路连接，所述协议转换芯片分别与StarFabric协议串行传输接口电路、配置电路、电压基准电路、电源检测复位电路、电源变换电路、功能选择电路和时钟电路连接；所述PCI总线接口用于计算机或工控机与PCI总线控制模块的通讯；所述PXI总线接口用于PXI测试系统与PXI总线控制模块的通讯；所述协议转换芯片用于PCI协议或PXI协议与StarFabric协议的转换；所述PCI总线控制信号处理器为PCI接口总线提供仲裁请求信号、中断信号和复位信号的处理；所述PXI总线控制信号处理电路对PXI接口总线控制信号进行上拉；所述StarFabric协议串行传输接口电路提供StarFabric协议数据的传输通道；所述配置电路用于存储协议转换芯片的寄存器的配置参数；所述电源变换电路用于将PCI接口总线或PXI接口总线提供的电源电压转换为协议转换芯片需要的电源电压；所述电压基准电路用于提供StarFabric串行传输时的电压基准；所述时钟电路用于提供StarFabric每个串行传输通道的时钟基准；所述电源检测复位电路向协议转换芯片提供复位信号；所述功能选择电路用于决定协议转换芯片的工作模式和状态。
2、 根据权利要求1所述的外挂式零槽控制器，其特征在于所述PXI总线 控制模块还包括时钟分配电路，所述时钟分配电路与PXI总线接口连接，所述时钟分配电路用于提供PXI机箱中其他功能板卡所需的系统时钟。
3、根据权利要求1或2所述的外挂式零槽控制器，其特征在于所述连接电缆为可在两块控制模块之间为低电压差分信号提供传输通道的4X电缆。
专利摘要本实用新型涉及一种外挂式零槽控制器，包括安装在计算机或工控机中的PCI总线控制模块、安装在PXI测试系统中的PXI总线控制模块以及连接所述两个控制模块的连接电缆；本实用新型主要用来实现台式计算机或工控机直接控制由PXI机箱构成的测试系统。
文档编号G06F13/42GK201311637SQ20082012965
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者伟 李, 翟俊峰, 郭恩全, 刚 鲁 申请人:陕西海泰电子有限责任公司