CN214412746U - 一种网络信号转接卡 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种网络信号转接卡，其包括ARM处理器、FPGA处理器、电源模块、以太网模块、驱动接口模块和三个复位模块。本实用新型可以通过FPGA处理器扩展多种转换接口、协议灵活方便；本转接卡网络转换数据实时性高，可实现最大8个套接字连接，16bit数据地址总线设计，传输速率最高达到320Mbps；网络协议可配置，可采用比IP层更低级的以太网MACRAW物理层通信。本实用新型可以采用uCOS‑II实时操作系统、挂载FATFS文件系统，可通过上位机指令实现程序在线更新。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据传输设备领域，具体涉及一种网络信号转接卡。
背景技术
目前现有常用的数据传输采用以太网为主流，布线接入方便传输距离远、成本低、性价比高，但在底层到网络层数据高速传输实现的转换卡较少，串口是一种应用普遍开发简单的通信方式，现有市场上的串口转以太网多数应用单片机等低端处理器，处理速度慢不能满足信息的实时传输，难以适应当前工业化的发展，无法满足工业控制要求。
实用新型内容
针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种网络信号转接卡解决了现有以太网串口无法满足工业控制要求的问题。
为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：
提供一种网络信号转接卡，其包括ARM处理器、FPGA处理器、电源模块、以太网模块、驱动接口模块和三个复位模块；ARM处理器、FPGA处理器、以太网模块、复位模块和驱动接口模块分别与电源模块相连接；ARM处理器分别与以太网模块、FPGA处理器和一个复位模块相连接；FPGA处理器分别与一个复位模块和驱动接口模块相连接；以太网模块与一个复位模块相连接。
进一步地，ARM处理器的型号为STM32F407ZET6。
进一步地，FPGA处理器的型号为ALTERA MAX10。
进一步地，电源模块包括型号为PTH05050W的芯片U2，芯片U2的引脚1连接电阻R2的一端并接地，电阻R2的另一端连接芯片U2的引脚5；芯片U2的引脚3分别连接有极性电容C2的正极和外部电源；有极性电容C2的负极接地；芯片U2的引脚6分别连接有极性电容C3的正极和电容C4的一端并作为电源模块的输出端；极性电容C3的负极和电容C4的另一端相连且接地。
进一步地，以太网模块的型号为W5300。
进一步地，驱动接口模块包括型号为74LVT16245B的驱动芯片。
进一步地，三个复位模块均包括型号为MAX811-EUS-T的芯片U1，芯片U1的引脚1接地，芯片U5的引脚3作为电压信号输入端，芯片U1的引脚4分别连接接地电容C1和3.3V电源，芯片U1的引脚2通过电阻R1与与其相连的器件的复位端口相连。
本实用新型的有益效果为：本转接卡采用ARM处理核心；扩展100Mbps高速以太网处理芯片，扩展FPGA协处理器可集成多种或者自定义通信方式，使用上更加灵活。在网络通信中常规串口方式最大传输速率约为300Kbps，本设备可实现6通道最大60Mbps速率传输，满足数据实时性。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为复位模块的电路示意图；
图3为驱动模块的电路示意图；
图4为电源模块的电路示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，该网络信号转接卡包括ARM处理器、FPGA处理器、电源模块、以太网模块、驱动接口模块和三个复位模块；ARM处理器、FPGA处理器、以太网模块、复位模块和驱动接口模块分别与电源模块相连接；ARM处理器分别与以太网模块、FPGA处理器和一个复位模块相连接；FPGA处理器分别与一个复位模块和驱动接口模块相连接；以太网模块与一个复位模块相连接。
在具体实施过程中，ARM处理器的型号为STM32F407ZET6，该处理器运行速度为168Mhz，扩展总线为16bit数据地址总线，FSMC总线读写吞吐量达到20M*16bit＝320Mbps。
FPGA处理器的型号为ALTERA MAX10，该FPGA内置Flash，无需再外接程序或数据存储的Flash；单电源3.3V供电的简化电源方案，节约空间和成本。
以太网模块的型号为W5300，该芯片是一款0.18μm CMOS工艺的单芯片器件，内部集成10/100M以太网控制器，MAC和TCP/IP协议栈，采用16位数据地址总线方式以获取最大数据吞吐量。
如图2所示，三个复位模块均包括型号为MAX811-EUS-T的芯片U1，芯片U1的引脚1接地，芯片U5的引脚3作为电压信号输入端，芯片U1的引脚4分别连接接地电容C1和3.3V电源，芯片U1的引脚2通过电阻R1与与其相连的器件的复位端口相连。复位模块可以防止上电期间电压波动带来跑飞现象，保证硬件的正常运行。
驱动接口模块包括型号为74LVT16245B的驱动芯片，其外围电路如图3所示。该芯片驱动能力强、传输延迟时间小。
如图4所示，电源模块包括型号为PTH05050W的芯片U2，芯片U2的引脚1连接电阻R2的一端并接地，电阻R2的另一端连接芯片U2的引脚5；芯片U2的引脚3分别连接有极性电容C2的正极和外部电源；有极性电容C2的负极接地；芯片U2的引脚6分别连接有极性电容C3的正极和电容C4的一端并作为电源模块的输出端；极性电容C3的负极和电容C4的另一端相连且接地。该电源模块占用面积小输出电压可调节、输出电流大max＝6A。
综上所述，本实用新型可以通过FPGA处理器扩展多种转换接口、协议灵活方便；本转接卡网络转换数据实时性高，可实现最大8个套接字连接，16bit数据地址总线设计，传输速率最高达到320Mbps；网络协议可配置，可采用比IP层更低级的以太网MACRAW物理层通信。本实用新型可以采用uCOS-II实时操作系统、挂载FATFS文件系统，可通过上位机指令实现程序在线更新。
Claims (7)
1.一种网络信号转接卡，其特征在于，包括ARM处理器、FPGA处理器、电源模块、以太网模块、驱动接口模块和三个复位模块；所述ARM处理器、FPGA处理器、以太网模块、复位模块和驱动接口模块分别与电源模块相连接；所述ARM处理器分别与以太网模块、FPGA处理器和一个复位模块相连接；FPGA处理器分别与一个复位模块和驱动接口模块相连接；以太网模块与一个复位模块相连接。
2.根据权利要求1所述的网络信号转接卡，其特征在于，所述ARM处理器的型号为STM32F407ZET6。
3.根据权利要求1所述的网络信号转接卡，其特征在于，所述FPGA处理器的型号为ALTERA MAX10。
4.根据权利要求1所述的网络信号转接卡，其特征在于，三个所述复位模块均包括型号为MAX811-EUS-T的芯片U1，芯片U1的引脚1接地，芯片U5的引脚3作为电压信号输入端，芯片U1的引脚4分别连接接地电容C1和3.3V电源，芯片U1的引脚2通过电阻R1与与其相连的器件的复位端口相连。
5.根据权利要求1所述的网络信号转接卡，其特征在于，所述以太网模块的型号为W5300。
6.根据权利要求1所述的网络信号转接卡，其特征在于，所述驱动接口模块包括型号为74LVT16245B的驱动芯片。
7.根据权利要求1所述的网络信号转接卡，其特征在于，所述电源模块包括型号为PTH05050W的芯片U2，芯片U2的引脚1连接电阻R2的一端并接地，电阻R2的另一端连接芯片U2的引脚5；芯片U2的引脚3分别连接有极性电容C2的正极和外部电源；有极性电容C2的负极接地；芯片U2的引脚6分别连接有极性电容C3的正极和电容C4的一端并作为电源模块的输出端；极性电容C3的负极和电容C4的另一端相连且接地。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202120756373.7U CN214412746U (zh) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | 一种网络信号转接卡 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214412746U true CN214412746U (zh) | 2021-10-15 |
Family
ID=78031409
Family Applications (1)
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| CN202120756373.7U Active CN214412746U (zh) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | 一种网络信号转接卡 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-04-14 CN CN202120756373.7U patent/CN214412746U/zh active Active
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