CN108052470A - 一种基于at96总线的热插拔装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AT96总线的热插拔装置及方法，所述装置包括：CPU板卡、背板、功能板卡；其中，背板上设有AT96总线的物理层；CPU板卡通过背板AT96总线完成对功能板卡的控制；功能板卡上设有AT96接插件、控制电路和其余电路；AT96接插件上设有长度由大到小的：电源针、信号针、Key针；在功能板卡插入过程中，电源针、信号针、key针依次完成电气连接；在功能板卡拔出过程中，key针、信号针、电源针依次脱离电气连接，提高系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及反应堆仪控领域，具体地，涉及一种基于AT96总线的热插拔装置及方法。
背景技术
目前，核动力反应堆仪控系统已逐步实现数字化，其本质为一种通用的数字化仪控平台在不同专业中的运用。数字化仪控平台中CPU板卡通过背板AT96总线与各功能板卡进行密切的数据交互，以实现不同功能需求。AT96总线是由德国西门子公司发起制定的工控机总线标准，具有与ISA总线技术兼容、采用PC的Wintel架构、抗冲击力强、机械结构合理、适合工业现场使用、易于维护等特点。
本系统中的CPU板通过AT96总线控制各个功能板卡，以得到数据或发出命令。如果能够实现在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的功能板卡，实现功能板卡的热插拔，则能够极大地提高系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。但AT96总线本身并不支持功能板卡的热插拔功能，因此需要通过一种热插拔设计来实现以上需求。
功能板卡的热插拔有二个层次的要求。第一层次的要求是功能板卡插入、拔出的过程中，不对电源和总线信号传输造成干扰；第二层次的要求是功能板卡插入、拔出后能够被CPU板卡及时发现，以便执行相应的软件策略。本发明只涉及上述第一个层次的实现。
发明内容
本发明提供了一种基于AT96总线的热插拔装置及方法，实现在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的功能板卡，更好的提高系统的恢复能力、扩展能力。
为实现上述发明目的，本申请一方面提供了一种基于AT96总线的热插拔装置，所述装置包括：
CPU板卡、背板、功能板卡；其中，背板上设有AT96总线的物理层；CPU板卡通过背板AT96总线完成对功能板卡的控制；功能板卡上设有AT96接插件、控制电路和其余电路；AT96接插件上设有长度由大到小的：电源针、信号针、Key针；
在功能板卡插入过程中，电源针、信号针、key针依次完成电气连接；
在功能板卡拔出过程中，key针、信号针、电源针依次脱离电气连接。
本申请采用特殊设计的AT96总线接插件控制整个功能板卡的上电时序，并通过控制电路保证板卡插拔期间不对总线信号以及电源产生影响。
其中，在功能板卡插入过程中，电源针首先完成电气连接，此时功能板卡的控制电路首先完成上电，控制电路包括：斜率上电控制和电路控制；通过斜率上电控制，使功能板卡的供电电压为斜率上升过程；通过电路控制，使功能板卡上的其余电路处于复位状态；信号针于电源针之后完成电气连接；key针最后完成电气连接，当key针完成电气连接后，控制电路取消对功能板卡其余电路的复位控制。
其中，在板卡拔出过程中，key针首先脱离电气连接，控制电路将功能板卡上的其余电路置于复位状态；信号针其次脱离电气连接，电源针最后脱离电气连接。
另一方面，本申请还提供了一种基于AT96总线的热插拔方法，所述方法包括：
在功能板卡插入过程中，AT96接插件上的电源针、信号针、key针依次完成电气连接；
在功能板卡拔出过程中，key针、信号针、电源针依次脱离电气连接；
AT96总线的物理层设有在背板上；CPU板卡通过AT96总线对功能板卡进行控制；功能板卡上设有AT96接插件、控制电路和其余电路；长度由大到小依次为：电源针、信号针、Key针。
本方法采用特殊设计的AT96总线接插件控制整个功能板卡的上电时序，并通过斜率上电以及电源保护的设计保障在板卡插拔期间不对总线以及电源产生影响。
进一步的，在功能板卡插入过程中，电源针首先完成电气连接，此时功能板卡的控制电路首先完成上电，控制电路包括：斜率上电控制和电路控制；通过斜率上电控制，使功能板卡的供电电压为斜率上升过程；通过电路控制，使功能板卡上的其余电路处于复位状态；信号针于电源针之后完成电气连接；key针最后完成电气连接，当key针完成电气连接后，控制电路取消对功能板卡其余电路的复位控制。
进一步的，在板卡拔出过程中，key针首先脱离电气连接，控制电路将功能板卡上的其余电路置于复位状态；信号针其次脱离电气连接，电源针最后脱离电气连接。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明通过热插拔实现，使基于AT96总线的仪控平台在不切断电源以及不关闭系统的情况下取出和更换损坏功能板卡，从而提高系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是功能板卡的AT96接插件针结构图；
图2是2热插拔功能结构图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于AT96总线的热插拔装置及方法，实现在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的功能板卡，更好的提高系统的恢复能力、扩展能力。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1是定制的AT96接插件，该接插件上的针分为三种长度。
长针为电源针，可以确保插件在插入时，优先接入电源信号，在插件拔出时，最后断开电源信号。
正常长度的针为AT96总线的信号针。
短针是热插拔的Key针。由于key针最短，因此在板卡插入时最后完成电气连接，板卡拔出时最先脱离电气连接。
以下叙述板卡的插拔过程，以说明如何保证在板卡插拔过程中不对总线信号以及电源产生影响。
在板卡插入过程中，电源针最长，首先完成电气连接，此时功能板卡的控制电路首先完成上电。控制电路包含斜率上电控制和电路控制两部分功能。通过斜率上电控制，保证功能板卡的供电电压为斜率上升过程，而非跃变过程，从而不对电源造成影响。通过电路控制，保证功能板卡上的其余电路处于复位状态(三态)。信号针晚于电源针完成电气连接，由于此时功能板卡上的相关电路处于三态，因此不对总线信号造成影响。key针最后完成电气连接，当key针完成电气连接后，控制电路据此取消对功能板卡其余电路的复位控制。至此，功能板卡完成上电过程，执行正常功能。
在板卡拔出过程中，key针最短，首先脱离电气连接，控制电路据此将功能板卡上的其余电路置于复位状态(三态)，因此在信号针脱离电气连接的过程中，避免了对总线信号的影响。电源针最后脱离，根据相关常识，电源针脱离的过程中不会对电源造成影响，因此无需进行相关设计。
构成本发明点的设备包括：CPU板卡、背板、功能板卡。其中，背板上包含AT96总线的物理层；CPU板卡通过背板AT96总线，完成对功能板卡的控制；功能板卡包含定制的AT96接插件、控制电路和其余电路等部分。
本实施例方法属于数字化仪控平台的一个组成部分。硬件连接关系：CPU板卡、背板、功能板卡。
实现过程：
功能板卡接插件设计：
功能板卡的AT96接插件采用定制的长短针接插件。
斜率上电控制：
通过MIC2505电路控制芯片来实现电压的斜率控制。MIC2505是一种专用的用于电源斜率上电控制的芯片。
上电时序：
使用CPLD芯片EPM570T100来实现上电时序控制。EPM570T100芯片是一种复杂可编程逻辑器件(CPLD)，可通过编程方便地采集key信号，同时输出其余电路的复位信号。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种基于AT96总线的热插拔装置，其特征在于，所述装置包括：
CPU板卡、背板、功能板卡；其中，背板上设有AT96总线的物理层；CPU板卡通过背板AT96总线完成对功能板卡的控制；功能板卡上设有AT96接插件、控制电路和其余电路；AT96接插件上设有长度由大到小的：电源针、信号针、Key针；
在功能板卡插入过程中，电源针、信号针、key针依次完成电气连接；
在功能板卡拔出过程中，key针、信号针、电源针依次脱离电气连接。
2.根据权利要求1所述的基于AT96总线的热插拔装置，其特征在于，在功能板卡插入过程中，电源针首先完成电气连接，此时功能板卡的控制电路首先完成上电，控制电路包括：斜率上电控制和电路控制；通过斜率上电控制，使功能板卡的供电电压为斜率上升过程；通过电路控制，使功能板卡上的其余电路处于复位状态；信号针于电源针之后完成电气连接；key针最后完成电气连接，当key针完成电气连接后，控制电路取消对功能板卡其余电路的复位控制。
3.根据权利要求1所述的基于AT96总线的热插拔装置，其特征在于，在板卡拔出过程中，key针首先脱离电气连接，控制电路将功能板卡上的其余电路置于复位状态；信号针其次脱离电气连接，电源针最后脱离电气连接。
4.一种基于AT96总线的热插拔方法，其特征在于，所述方法包括：
在功能板卡插入过程中，AT96接插件上的电源针、信号针、key针依次完成电气连接；
在功能板卡拔出过程中，key针、信号针、电源针依次脱离电气连接；
AT96总线的物理层设有在背板上；CPU板卡通过AT96总线对功能板卡进行控制；功能板卡上设有AT96接插件、控制电路和其余电路；长度由大到小依次为：电源针、信号针、Key针。
5.根据权利要求4所述的基于AT96总线的热插拔方法，其特征在于，在功能板卡插入过程中，电源针首先完成电气连接，此时功能板卡的控制电路首先完成上电，控制电路包括：斜率上电控制和电路控制；通过斜率上电控制，使功能板卡的供电电压为斜率上升过程；通过电路控制，使功能板卡上的其余电路处于复位状态；信号针于电源针之后完成电气连接；key针最后完成电气连接，当key针完成电气连接后，控制电路取消对功能板卡其余电路的复位控制。
6.根据权利要求4所述的基于AT96总线的热插拔方法，其特征在于，在板卡拔出过程中，key针首先脱离电气连接，控制电路将功能板卡上的其余电路置于复位状态；信号针其次脱离电气连接，电源针最后脱离电气连接。
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