CN114338566A - 一种具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，包括：工控板、Flash存储器、晶振电路、多个MOS型动态存储器、以太网模块、缓冲器、看门狗电路、两线通信数字温度传感器、RS232接口、稳压器、多个同步降压芯片、与门逻辑器、CAN转发器和485隔离模块，其中，所述晶振电路和所述Flash存储器均与所述工控板连接，每个所述MOS型动态存储器分别与所述工控板连接，所述以太网模块与所述工控板连接；所述与门逻辑器的输入端与所述工控板连接，所述与门逻辑器的输出端与所述看门狗电路的输入端连接，所述看门狗电路的输出端与所述缓冲器的输入端连接，所述缓冲器的输出端与所述与门逻辑器的输入端连接；所述两线通信数字温度传感器与所述工控板连接。

Description

一种具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统

技术领域

本发明涉及交换机技术领域，特别涉及一种具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统。

背景技术

交换控制系统通常放置在机房等电磁辐射较强的空间内，电磁辐射会对交换控制系统中的器件产生电磁干扰，并且现有的交换控制系统的功能集成度不高，如何提供功能集成高，且具有高可靠性和电磁兼容的交互控制系统，是当前需要解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，以解决背景技术中所提到的问题，克服现有技术中存在的不足。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，包括：工控板、Flash存储器、晶振电路、多个MOS型动态存储器、以太网模块、缓冲器、看门狗电路、两线通信数字温度传感器、RS232接口、稳压器、多个同步降压芯片、与门逻辑器、CAN转发器和485隔离模块，其中，

所述晶振电路和所述Flash存储器均与所述工控板连接，每个所述MOS型动态存储器分别与所述工控板连接，所述以太网模块与所述工控板连接；所述与门逻辑器的输入端与所述工控板连接，所述与门逻辑器的输出端与所述看门狗电路的输入端连接，所述看门狗电路的输出端与所述缓冲器的输入端连接，所述缓冲器的输出端与所述与门逻辑器的输入端连接；所述两线通信数字温度传感器与所述工控板连接，所述工控板通过URAT接口与所述RS232接口连接，所述RS232接口的输入端通过第一电阻与第一压敏电阻的一端连接，所述第一压敏电阻的另一端接地，所述RS232接口的输出端通过第二电阻与第二压敏电阻的一端连接，所述第二压敏电阻的另一端接地，

每个所述同步降压芯片与电源端连接，将输入的电源信号转换为多个不同电压的电压信号，以向不同器件进行供电，所述稳压器的输入端与所述一个或多个所述同步降压芯片的输出端连接，所述稳压器的输出端与所述工控板连接；所述CAN转发器和所述485隔离模块与所述工控板连接，其中，所述CAN转发器的CAN_H端和CAN_L端分别与一个TVS二极管连接。

由上述任一方案优选的是，还包括：第一VPX连接器和第二VPX连接器，所述第一VPX连接器和第二VPX连接器均与所述工控板连接。

由上述任一方案优选的是，每个所述MOS型动态存储器的VDD数据端分别通过电容接地。

由上述任一方案优选的是，所述缓冲器采用三态输出逻辑缓冲器。

由上述任一方案优选的是，所述CAN收发器带有隔离电源。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统的结构图；

图2为根据本发明实施例的工控板的电路图；

图3为根据本发明实施例的Flash存储器的电路图；

图4为根据本发明实施例的晶振电路的电路图；

图5为根据本发明实施例的MOS型动态存储器的电路图；

图6为根据本发明实施例的以太网芯片的电路图；

图7为根据本发明实施例的与门逻辑器的电路图；

图8为根据本发明实施例的缓冲器的电路图；

图9为根据本发明实施例的看门狗电路的电路图；

图10为根据本发明实施例的数字温度传感器的电路图；

图11为根据本发明实施例的RS232接口的电路图；

图12为根据本发明实施例的同步降压芯片的电路图；

图13为根据本发明实施例的稳压器的电路图；

图14为根据本发明实施例的CAN转发器的电路图；

图15为根据本发明实施例的485隔离模块的电路图；

图16a和图16b分别为根据本发明实施例的第一VPX连接器和第二VPX连接器的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例的具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，包括：工控板1、Flash存储器2、晶振电路3、多个MOS型动态存储器4、以太网模块5、缓冲器6、看门狗电路7、两线通信数字温度传感器8、RS232接口9、稳压器10、多个同步降压芯片11、与门逻辑器12、CAN转发器13和485隔离模块14。

具体的，晶振电路3和Flash存储器2均与工控板1连接，每个MOS型动态存储器4分别与工控板1连接，以太网模块5与工控板1连接；与门逻辑器12的输入端与工控板1连接，与门逻辑器12的输出端与看门狗电路7的输入端连接，看门狗电路7的输出端与缓冲器6的输入端连接，缓冲器6的输出端与与门逻辑器12的输入端连接；两线通信数字温度传感器8与工控板1连接，工控板1通过URAT接口与RS232接口9连接，RS232接口9的输入端通过第一电阻与第一压敏电阻的一端连接，第一压敏电阻的另一端接地，RS232接口9的输出端通过第二电阻与第二压敏电阻的一端连接，第二压敏电阻的另一端接地。

采用看门狗电路作为系统的主复位，在板卡上电后，看门狗WD电路会给出一个200ms的低电平复位信号，此信号用来复位CPU和管理口PHY。背板提供的SYS_RST可以对本板卡进行复位操作，这个信号与看门狗的WDG_OUT信号进行“与”操作，然后送给看门狗的WD_MR_IN，当这些个信号中的任何一个为低，均会导致板卡复位启动。

图2为根据本发明实施例的工控板1的电路图，工控板1的型号为LS2K1000l。图3为根据本发明实施例的Flash存储器2的电路图，Flash存储器2德润型号为FM23G04C。图4为根据本发明实施例的晶振电路3的电路图，晶振电路3的型号为FC135-G12Q-32.768。图6为根据本发明实施例的以太网芯片的电路图，以太网模块5采用型号为YT8511H的芯片。图7为根据本发明实施例的与门逻辑器12的电路图，与门逻辑器12的型号为SGM7SZ08YN5G/TR。图9为根据本发明实施例的看门狗电路7的电路图，看门狗电路7的型号为UM706SS。图10为根据本发明实施例的数字温度传感器8的电路图，数字温度传感器8采用型号为SD5075的两线通信数字温度传感器8。图11为根据本发明实施例的RS232接口9的电路图，RS232接口9的型号为UM3232EEAE。图15为根据本发明实施例的485隔离模块14的电路图，485隔离模块14的型号为TD541S485H。

每个同步降压芯片11与电源端连接，将输入的电源信号转换为多个不同电压的电压信号，以向不同器件进行供电，稳压器10的输入端与一个或多个同步降压芯片11的输出端连接，稳压器10的输出端与工控板1连接。图12为根据本发明实施例的同步降压芯片11的电路图，图13为根据本发明实施例的稳压器10的电路图。其中，同步降压芯片11的型号为BL8034，稳压器10的型号为SE9175。

CAN转发器13和485隔离模块14与工控板1连接，其中，CAN转发器13的CAN_H端和CAN_L端分别与一个TVS二极管连接。在本发明的实施例中，CAN收发器带有隔离电源。图14为根据本发明实施例的CAN转发器13的电路图，CAN转发器13的型号为TD541SCANH。

在本发明的实施例中，本发明的具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统还包括：第一VPX连接器和第二VPX连接器，第一VPX连接器和第二VPX连接器均与工控板1连接。图16a和图16b分别为根据本发明实施例的第一VPX连接器和第二VPX连接器的电路图。第一VPX连接器和第二VPX连接器的型号为vpx_21t8aaa8_a。

在本发明的实施例中，每个MOS型动态存储器4的VDD数据端分别通过电容接地。如图5所示，MOS型动态存储器4的型号为HXI15H4G160AF-13K。

在本发明的实施例中，缓冲器6采用三态输出逻辑缓冲器6。如图8所示，缓冲器6的型号为SGM7SZ125YN5G/TR。

本发明的交换控制系统进行了可靠性预计和分配，对模块、插件进行了自下而上的可靠性预计。对模块的功能特性进行分析，分析故障模式、影响及危害度。在设计中选取使用应用比额定值小的元器件，降低失效率，提高产品的可靠度。

本发明针对系统的电磁兼容性，设计时在屏蔽、接地、布线、滤波等方面有如下措施：

a)接地：信号地、机壳地相互分离，同时控制接地线长度，增加接地线截面积，以减少接地阻抗；装有机壳地接地螺栓；

b)布线：内部走线合理，电源线、信号线分开，不同频率的信号线分开，容易产生干扰的线缆和敏感信号线缆分开；

c)时钟、高速信号采用匹配方式较小辐射，通过软件设置驱动强度来减小辐射。同时要求PCB内层走线。

d)复位信号采用上拉处理，同时要求远离时钟和高速信号。

e)GE电口有变压器，根据网关的测试，本电路模块能够满足RE、CE、RS、受控文件100％国产化交换板卡设计方案CS和ESD的测试要求。

本发明实施例的具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，采用成熟、先进的设计技术，并且在电磁兼容性设计、可靠性设计安全性设计等方面做了充分考虑。交换模块的方案合理可行，性能指标符技术协议书的要求，能够满足用户实际使用需要。并且，本发明采用国产化模块，可以大幅降低生产成本，便于推广应用。通过设置工控板、MOS型动态存储器、RS-232接口、以太网模块、与门逻辑器、看门狗电路、两线通信数字温度传感器、CAN转发器和隔离模块等，由稳压器和多个同步降压芯片向其他模块芯片供电，可以提供多种规格的电压信号，以向不同供电需求的模块进行供电。通过设置RS232接口和CAN转发器，实现与外部设备的信号转接传输，并且本发明设置两线通信数字温度传感器，实现温度检测。并且，本发明采用国产化模块，可以大幅降低生产成本，便于推广应用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域技术人员不难理解，本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，其特征在于，包括：工控板、Flash存储器、晶振电路、多个MOS型动态存储器、以太网模块、缓冲器、看门狗电路、两线通信数字温度传感器、RS232接口、稳压器、多个同步降压芯片、与门逻辑器、CAN转发器和485隔离模块，其中，

所述晶振电路和所述Flash存储器均与所述工控板连接，每个所述MOS型动态存储器分别与所述工控板连接，所述以太网模块与所述工控板连接；所述与门逻辑器的输入端与所述工控板连接，所述与门逻辑器的输出端与所述看门狗电路的输入端连接，所述看门狗电路的输出端与所述缓冲器的输入端连接，所述缓冲器的输出端与所述与门逻辑器的输入端连接；所述两线通信数字温度传感器与所述工控板连接，所述工控板通过URAT接口与所述RS232接口连接，所述RS232接口的输入端通过第一电阻与第一压敏电阻的一端连接，所述第一压敏电阻的另一端接地，所述RS232接口的输出端通过第二电阻与第二压敏电阻的一端连接，所述第二压敏电阻的另一端接地，

每个所述同步降压芯片与电源端连接，将输入的电源信号转换为多个不同电压的电压信号，以向不同器件进行供电，所述稳压器的输入端与所述一个或多个所述同步降压芯片的输出端连接，所述稳压器的输出端与所述工控板连接；所述CAN转发器和所述485隔离模块与所述工控板连接，其中，所述CAN转发器的CAN_H端和CAN_L端分别与一个TVS二极管连接。

2.如权利要求1所述的具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，其特征在于，还包括：第一VPX连接器和第二VPX连接器，所述第一VPX连接器和第二VPX连接器均与所述工控板连接。

3.如权利要求1所述的具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，其特征在于，每个所述MOS型动态存储器的VDD数据端分别通过电容接地。

4.如权利要求1所述的具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，其特征在于，所述缓冲器采用三态输出逻辑缓冲器。

5.如权利要求1所述的具有高可靠性和电磁兼容的交换控制系统，其特征在于，所述CAN收发器带有隔离电源。

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