一种基于CPCI总线的双系统调试底板的制作方法

本实用新型涉及一种加固计算机技术，特别是一种基于CPCI总线的双系统调试底板。

背景技术：

Compact PCI(Compact Peripheral Component Interconnect)简称CPCI，是国际工业计算机制造者联合会基于PCI电气规范提出来的一种具有开放性、良好散热性、高稳定性、高可靠性等特点的新一代工业总线接口标准。基于CPCI总线的板卡产品主要包括计算机主处理模块、网络模块、串并口模块、开关量模块、AD/DA转换模块、信号调理模块、时统模块、1553B/429/CAN总线模块、DI/O模块以及混合总线模块等，按尺寸可分为3U、4U、6U、8U等几种，其中3U、6U尺寸的板卡尤为常用。基于CPCI总线的计算机主要包括机箱、背板、电源、风扇、板卡、配件等，可用于自动控制、数据采集、量测仪器、雷达、声纳、火控、指控以及要求模块化设计等众多领域，能够满足航空、航天、船载、车载、测控等客户的众多要求，是现代加固计算机及工控计算机的主流。

调试底板装置主要用于各种新研或新产板卡的功能调试及性能测试，目前的调试底板装置主要存在如下问题：一、基于CPCI总线的板卡调试往往需要主模块配合，在测试过程中受底板装置的结构限制，通过万用表或示波器等设备测试板卡上信号时，只能测试板卡背离主板侧的信号，对靠近主板测的信号只能焊接飞线进行测试，不仅会影响板卡的焊接质量及外观，还会降低板卡的调试效率，甚至导致板卡损坏；二、对于需要其它板卡提供激励或配合测试时，常常需要两套调试底板装置和两套电源，直接导致资源利用率不高、占用空间大，调试环境维护及板卡调试不便。

针对调试底板装置上述的不足，本发明从高效、实用的角度出发，研制一种双系统调试底板装置。该调试底板装置在同一PCB印制板上集成了基于单一供电接口的两套独立的CPCI总线系统，两套CPCI总线系统在结构上左右对称，通过选用不同的CPCI总线系统可实现待测板卡不同板面信号的直接测试，保证信号质量的同时，还可避免飞线等繁复操作；同时两套CPCI总线系统扩展槽上所有的I/O引脚均通过PV针引出，当板卡调试过程中需要激励源或测试设备时，可将另一套CPCI总线系统搭建成激励源或测试设备，并通过跳线将两个系统的I/O信号相连，进行联调，大幅度提升调试效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具备便于调试、高效调试、通用性强的基于CPCI总线的双系统调试底板装置，为基于CPCI总线的板卡调试提供硬件平台。

一种基于CPCI总线的双系统调试底板，其特征在于，在同一PCB印制板上集成了基于单一供电接口的两套独立的CPCI总线系统，两套CPCI总线系统在结构上左右对称，每一CPCI总线系统包括：主板卡插槽、从板卡插槽、从槽I/O信号连接器、PCI带宽及频率配置连接器、网络接口、DVI显示接口、VGA显示接口、串口、并口、PS/2鼠标接口、USB接口、音频接口、复位按键；其中主板卡插槽为一个，其中设置主槽连接器；从板卡插槽为两个，其中设置从槽连接器。

上述方案中，所述装置为满足不同尺寸板卡的调试需要，插槽可设计为3U、6U标准。

对于基于CPCI总线的3U板卡，每一CPCI总线系统的主板卡插槽中包括主槽P1连接器、主槽P2连接器共2个连接器，每一从板卡插槽中包括丛槽P1连接器、丛槽P1连接器共2个连接器；按照CompactPCI2.0R3.0规范设计定义主槽和从槽的P1连接器的信号，使用32bit、33/66MHz的CPCI总线；插在系统槽上的CPCI板卡的所有I/O信号定义主槽上的P2连接器的信号；用所有的I/O信号定义从槽的P2连接器的信号，并由从槽I/O信号连接器引出。

对于基于CPCI总线的6U板卡，每一CPCI总线系统的主板卡插槽中包括主槽P1连接器、主槽P2连接器、主槽P3连接器、主槽P4连接器、主槽P5连接器共5个连接器，每一从板卡插槽中包括丛槽P1连接器、丛槽P1连接器、丛槽P1连接器、丛槽P1连接器、丛槽P1连接器共5个连接器；按照CompactPCI2.0R3.0规范设计定义主槽和从槽的P1、P2连接器的信号，使用64bit、33/66MHz的CPCI总线；按照PICMG2.16Packet Switching Backplane规范定义主槽的P3连接器的信号；插在系统槽上的CPCI板卡的所有I/O信号定义主槽上的P4、P5连接器的信号；用所有的I/O信号定义从槽的P3、P4、P5连接器信号，并由从槽I/O信号连接器引出。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：(1)该调试装置集成了两套CPCI总线系统，在不同的CPCI总线系统下，通过万用表或示波器可实现待测板卡正面或背面信号网络的测试，在提升测试效率的同时避免飞线对板卡造成的硬件损耗；(2)两套CPCI总线系统可以搭建成激励源+待测板卡或测试设备+待测板卡等组合，不同系统间可通过跳线实现I/O信号的互连；(3)针对6U尺寸的板卡调试装置，可通过配置底板上的跨接针可将CPCI总线配置为不同频率(33MHz或66MHz)的工作模式，大幅度提升了调试装置的通用性和适用范围；(4)CPCI总线系统配有独立的复位按键，可根据调试需要实现相应CPCI总线系统的复位。

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步描述。

附图说明

图1是基于CPCI总线的双系统6U板卡调试底板装置组成图。

图2是基于CPCI总线的双系统3U板卡调试底板装置组成图。

图1中所列部件如下所示：

1/2：主槽的P1连接器；3/4：主槽的P2连接器；5/6：主槽的P3连接器；7/8：主槽的P4连接器；9/10：主槽的P5连接器；11/12/21/22：从槽的P1连接器；13/14/23/24：从槽的P2连接器；15/16/25/26：从槽的P3连接器；17/18/27/28：从槽的P4连接器；19/20/29/30：从槽的P5连接器；31/32/33/34：从槽I/O信号连接器；35/36：PCI带宽及频率配置连接器；37/38：网络接口；39/40：DVI显示接口；41/42：VGA显示接口；43/44：串口；45/46：并口；47/48：PS/2键鼠接口；49/50：USB接口；51/52：音频接口；53/54：复位按键；55：ATX电源接口。

图2中所列部件下所示：

1/2：主槽的P1连接器；3/4：主槽的P2连接器；5/6/9/10：从槽的P1连接器；7/8/11/12：从槽的P2连接器；13/14/15/16：从槽I/O信号连接器；17/18：PCI频率配置连接器；19/20：网络接口；21/22：DVI显示接口；23/24：VGA显示接口；25/26：串口；27/28：并口；29/30：PS/2键鼠接口；31/32：USB接口；33/34：音频接口；35/36：复位按键；37：ATX电源接口。

具体实施方式

一种基于CPCI总线的双系统调试底板，其特征在于，在同一PCB印制板上集成了基于单一供电接口的两套独立的CPCI总线系统，两套CPCI总线系统在结构上左右对称，每一CPCI总线系统包括：主板卡插槽、从板卡插槽、从槽I/O信号连接器、PCI带宽及频率配置连接器、网络接口、DVI显示接口、VGA显示接口、串口、并口、PS/2鼠标接口、USB接口、音频接口、复位按键；其中主板卡插槽为一个，其中设置主槽连接器；从板卡插槽为两个，其中设置从槽连接器。

所述装置为满足不同尺寸板卡的调试需要，插槽可设计为3U、6U标准。

如附图1所示，该底板装置主要是针对基于CPCI总线的6U板卡而设计的，集成了两套CPCI总线系统，每套CPCI总线系统又有三个板卡插槽，其中一个为Compact PCI主槽，两个Compact PCI从槽，在结构上呈左右对称式。主槽和从槽的P1、P2连接器的信号定义严格按照CompactPCI2.0R3.0规范设计，使用64bit、33/66MHz的CPCI总线；主槽的P3信号定义严格按照PICMG2.16Packet Switching Backplane规范；主槽上的P4/P5则定义了插在系统槽上的CPCI板卡的所有I/O信号。从槽的P3、P4、P5则自定义了所有的I/O信号，并由31/32/33/34连接器引出。

标准6U CPCI板卡的I/O信号是定义在板卡的J4、J5连接器上的，当板卡插在底板的板卡插槽上之后，板卡的J4和J5连接器分别与底板上板卡插槽的P4和P5连接在一起。对于主槽的I/O信号通过PCB走线的方式与各接口连接器相连；对于从槽的I/O信号利用PV针以PCB走线的方式引出。在本案例中，各接口连接器主要包括VGA显示接口、DVI显示接口、音频接口、PS/2键盘接口、PS/2鼠标接口、USB接口、串口、并口、以太网卡接口等；31/32/33/34连接器引出了从槽J3/J4/J5所有的I/O信号，无论是作为输入还是输出，连接都极为方便。

基于CPCI总线的主处理模块的基本功能调试往往只用到底板装置的主槽，即单板卡系统调试，此时只需将相应的外设，如显示器、键鼠设备等连接到对应的接口连接器上即可实现各接口功能验证与性能测试工作；当需要用示波器进行信号测试时，可直接用示波器探头进行各信号量测试工作。

基于CPCI总线的扩展模块的调试多为多板卡系统调试，在多板卡的系统中，插在主槽上的板卡作为PCI主设备，插在从槽上的待测板卡则为从板或扩展板，当使用CPCI总线系统A进行板卡调试时，由于调试底板装置结构限制及主控板的存在，示波器或万用表只能够对扩展板卡背面的信号量进行测试；同理，当使用CPCI总线系统B进行板卡调试时，示波器或万用表只能够对扩展板卡正面的信号量进行测试。如此便可根据调试需要选择相应的CPCI总线系统，而避免飞线导致的信号质量衰减、效率低下以及对模块的损耗等种种问题。根据主控板及扩展板CPCI总线工作模式的不同，可通过配置连接器35/36对相关的配置信号(如M66EN等)进行CPCI工作模式配置，提高调试底板装置的适用范围。

对于总线、I/O等类型的板卡，在调试过程中，往往需要信号激励源或测试设备以验证待测板卡功能性能是否满足预期需求。此时，可充分利用两套CPCI总线系统，其中一套系统架构为主控板+待测板卡，另一套系统架构为主控板+激励源或主控板+测试设备，两套CPCI总线系统的I/O信号可通过跳线将连接器31/33和连接器32/34连接在一起，实现待测板卡便捷、高效的调试工作，在提升调试底板装置灵活性的同时，又能够大幅度提升资源利用率。

该调试底板装置由单一ATX电源供电，配有两个独立的系统复位按键53/54，可根据调试需要单独复位每个CPCI总线系统。

如附图2所示，该底板装置主要是针对基于CPCI总线的3U板卡而设计的，集成了两套CPCI总线系统，每套CPCI总线系统又有三个板卡插槽，其中一个为Compact PCI主槽，两个Compact PCI从槽，在结构上呈左右对称式。主槽和从槽的P1连接器的信号定义严格按照CompactPCI2.0R3.0规范设计，使用32bit、33/66MHz的CPCI总线；主槽上的P2则定义了插在系统槽上的CPCI板卡的所有I/O信号。从槽的P2自定义了所有的I/O信号，并由13/14/15/16连接器引出。除CPCI总线带宽为32位之外，其它使用方式与6U板卡的调试底板装置相同。