CN105573953A - 基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块及系统，其中所述的模块包括通信接口单元，其包括一个上行接口以及n个下行接口，其中n为大于等于1的正整数；主子卡单元，与所述的n个下行接口相连接；外部控制接口单元，与所述的主子卡单元相连接；电源单元，用以给所述的通信接口单元、主子卡单元以及所述的外部控制接口单元供电。采用该种结构的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块及系统，结构简单，数据吞吐率高，交互模式多样，能实现多个设备同时通信，具有良好的扩展性，为上位机和外围附加设备建立了交互式通信渠道，可以广泛地应用于电子通信设备系统。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及通信设备，具体是指一种基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块及系统。
背景技术
随着电子通信技术的高速发展，比如无线通信技术在短短的几年中就从2G时代升级到4G时代，5G技术也在不断成熟中。通信厂商为了实现超高速数据传输，将会采用大规模多天线技术，于是在这些多端口的通信设备研发、生产时使用传统测量仪器比如两端口、四端口矢量网络分析仪测量时就必须忍受其测量速度慢、体积庞大、接线复杂、操作困难、及对研发生产人员技术要求高等居多缺点，以及一般使用PCA总线或ISA总线，端口级联会收到限制，数据传输的距离较短等问题，导致研发生产效率低下，最终可能会错失产品投入市场最佳时机。于是测量市场迫切需要多端口且能并行工作的测量仪器。在这种背景下测量仪器研发厂商们已经在发展各自的多端口并行测量仪器。大部分多端口测量仪器将多块高性能，高数据吞吐率的子卡集成在一台设备中。通过人机交互界面统一调度控制，实现对子卡灵活配置。因此在上位机和子卡之间就需要一种能够提供多个高速数据接口、具有并行数据交互能力、多电压大电流输出能力、内部可以提供多种高速数据总线、且能够实现级联和外部设备扩展能力的模块。
所以必须寻找一种能够支持多卡高速连接，使多卡可以并行工作，灵活配置，支持多卡之间交互通信，且可以提供多电压大电流，且可以实现级联扩展以及外部控制的系统和方法。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块及系统。
为了实现上述目的，本发明的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块及系统具有如下构成：
该基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块，其主要特点是，所述的模块包括：
通信接口单元，其包括一个上行接口以及n个下行接口，其中n为大于等于1的正整数；
主子卡单元，与所述的n个下行接口相连接；
外部控制接口单元，与所述的主子卡单元相连接；
电源单元，用以给所述的通信接口单元、主子卡单元以及所述的外部控制接口单元供电。
进一步地，所述的主子卡单元包括主子卡对外控制总线，所述的主子卡单元通过所述的主子卡对外控制总线与所述的外部接口单元相连接。
更进一步地，所述的主子卡单元还包括主子卡高速串行控制总线，所述的主子卡单元通过所述的主子卡高速串行控制总线与所述的通信接口单元相连接。
再进一步地，所述的主子卡单元还包括主子卡信号线，所述的主子卡单元内部通过主子卡信号线相连接。
进一步地，所述的电源单元包括外部直流电源接口，所述的电源单元通过所述的外部直流电源接口与外部电源相连接，以给所述的通信接口单元、主子卡单元以及所述的外部控制接口单元供电。
进一步地，所述的上行接口与所述的下行接口均为USB3.0接口。
本发明还涉及一种基于串行总线的多子卡高速交互式通信系统，其主要特点是，所述的系统包括上位机、m个所述的通信模块以及外部附加设备；所述的上位机与m个所述的通信模块相连接，所述的外部附加设备与所述的外部控制接口单元相连接，其中，m为大于等于1的正整数。
采用了该发明中的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块及系统，与现有技术相比，具有以下的有益的技术效果：
(1)通信接口单元包括一个上行接口和可扩展n个下行接口，上行接口和所述的下行接口为USB3.0接口，上行接口连接上位机，下行接口连接主子卡单元。能够让更多的子卡接入，相较于ISA、PCA总线，级联不受限制，可无限级联，克服因端口不够使用带来的缺点，且主子卡单元的位置可以不固定，让设备空间最大化使用。
(2)电源单元包括外部直流电源接口，外部直流电源接口和外部电源连接，可以输出多电压大电流，满足设备的电源使用需求，外部直流电源接口和外部电源连接，可以满足宽直流电压输入。
(3)外部控制口单元可连接外部附加设备，通过主子卡对外控制总线和主子卡单元连接，主子卡单元通过主子卡高速串行控制总线和通信接口模块连接，主子卡单元内部通过主子卡信号线连接，可以灵活交互式数据传输。
(4)结构简单，数据吞吐率高，交互模式多样，能实现多个设备同时通信，具有良好的扩展性，为上位机和外部附加设备建立了交互式通信渠道，可广泛地应用于电子通信设备系统。
附图说明
图1为本发明的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块的结构示意图。
图2为本发明的基于串行总线的多子卡高速交互式通信系统的结构示意图。
其中，
1通信接口模块
2下行接口
3上行接口
4电源单元
5外部控制接口单元
6外部直流电源接口
7主子卡高速串行控制总线
8主子卡对外控制总线
9主子卡信号线
10电源线
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图1所示，图1为本发明的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块的结构示意图。本发明的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块包括：
通信接口单元1，其包括一个上行接口3以及n个下行接口2，其中n为大于等于1的正整数；
主子卡单元，与所述的n个下行接口2相连接；
外部控制接口单元5，与所述的主子卡单元相连接；
电源单元4，用以通过电源线10给所述的通信接口单元1、主子卡单元以及所述的外部控制接口单元5供电。
其中，在一种优选的实施方式中通信接口单元1的上行接口3以及n个下行接口2时通过通用串口集线器形成的，通用串口集线器可以使用USBHUB，一个USBHUB可以包括一个上行接口2和可扩展4个以上下行接口3，上行接口3和上位机连接，下行接口2连接主子卡单元，一个上位机可使用多个USBHUB，即可扩展下行接口2不受限制，实现上位机与主子卡单元之间通信。在本发明中，上位机可以为PC机等设备。所述的上行接口3与所述的下行接口2均为USB3.0接口。
在一种优选的实施方式中，所述的主子卡单元包括主子卡对外控制总线8、主子卡高速串行控制总线7以及主子卡信号线9；所述的主子卡单元通过所述的主子卡对外控制总线8与所述的外部接口单元5相连接，实现对外部附加设备的控制；所述的主子卡单元通过所述的主子卡高速串行控制总线7与所述的通信接口单元1相连接，用于主子卡单元和上位机通信，实现操作人员和系统之间进行交互式处理；所述的主子卡单元内部通过主子卡信号线9相连接，实现主卡和子卡之间数据传输。
在一种优选的实施方式中，电源单元4为DC-DC电源单元，其包括外部直流电源接口6，所述的电源单元4通过所述的外部直流电源接口6与外部电源相连接，以给所述的通信接口单元1、主子卡单元以及所述的外部控制接口单元5供电，在实际应用中，电源单元4得到5V和12V的电压，通过外围电路将12V电压转成6.5V电压给主子卡单元供电，5V电压可以给外部控制口单元5和通信接口单元1。在另外的实施方式中，通信接口单元1也可以从主子卡高速串行控制总线7上获得电源。
请参阅图2所示，图2为本发明的基于串行总线的多子卡高速交互式通信系统的结构示意图。本发明的基于串行总线的多子卡高速交互式通信系统包括上位机、m个所述的通信模块以及外部附加设备；所述的上位机与m个所述的通信模块相连接，所述的外部附加设备与所述的外部控制接口单元5相连接，其中，m为大于等于1的正整数。其中，外部控制口单元5可连接外部附加设备，如LED，蜂鸣器等，以供设备的需要，主子卡单元通过主子卡对外控制总线8对外部附加设备进行控制。
采用了该发明中的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块及系统，与现有技术相比，具有以下的有益的技术效果：
(1)通信接口单元包括一个上行接口和可扩展n个下行接口，上行接口和所述的下行接口为USB3.0接口，上行接口连接上位机，下行接口连接主子卡单元。能够让更多的子卡接入，相较于ISA、PCA总线，级联不受限制，可无限级联，克服因端口不够使用带来的缺点，且主子卡单元的位置可以不固定，让设备空间最大化使用。
(2)电源单元包括外部直流电源接口，外部直流电源接口和外部电源连接，可以输出多电压大电流，满足设备的电源使用需求，外部直流电源接口和外部电源连接，可以满足宽直流电压输入。
(3)外部控制口单元可连接外部附加设备，通过主子卡对外控制总线和主子卡单元连接，主子卡单元通过主子卡高速串行控制总线和通信接口模块连接，主子卡单元内部通过主子卡信号线连接，可以灵活交互式数据传输。
(4)结构简单，数据吞吐率高，交互模式多样，能实现多个设备同时通信，具有良好的扩展性，为上位机和外部附加设备建立了交互式通信渠道，可广泛地应用于电子通信设备系统。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (7)
1.一种基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块，其特征在于，所述的模块包括：
通信接口单元，其包括一个上行接口以及n个下行接口，其中n为大于等于1的正整数；
主子卡单元，与所述的n个下行接口相连接；
外部控制接口单元，与所述的主子卡单元相连接；
电源单元，用以给所述的通信接口单元、主子卡单元以及所述的外部控制接口单元供电。
2.根据权利要求1所述的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块，其特征在于，所述的主子卡单元包括主子卡对外控制总线，所述的主子卡单元通过所述的主子卡对外控制总线与所述的外部接口单元相连接。
3.根据权利要求2所述的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块，其特征在于，所述的主子卡单元还包括主子卡高速串行控制总线，所述的主子卡单元通过所述的主子卡高速串行控制总线与所述的通信接口单元相连接。
4.根据权利要求3所述的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块，其特征在于，所述的主子卡单元还包括主子卡信号线，所述的主子卡单元内部通过主子卡信号线相连接。
5.根据权利要求1所述的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块，其特征在于，所述的电源单元包括外部直流电源接口，所述的电源单元通过所述的外部直流电源接口与外部电源相连接，以给所述的通信接口单元、主子卡单元以及所述的外部控制接口单元供电。
6.根据权利要求1所述的基于串行总线的多子卡高速交互式通信模块，其特征在于，所述的上行接口与所述的下行接口均为USB3.0接口。
7.一种基于权利要求1所述的通信模块的基于串行总线的多子卡高速交互式通信系统，其特征在于，所述的系统包括上位机、m个所述的通信模块以及外部附加设备；所述的上位机与m个所述的通信模块相连接，所述的外部附加设备与所述的外部控制接口单元相连接，其中，m为大于等于1的正整数。
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