CN215264798U

CN215264798U - 一种基于usb总线透明传输的同步串口卡

Info

Publication number: CN215264798U
Application number: CN202121457132.9U
Authority: CN
Inventors: 高前英; 江栾凤
Original assignee: Hefei Alabeta Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Hefei Alabeta Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-06-29
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2031-06-29

Abstract

本实用新型公开了一种基于USB总线透明传输的同步串口卡，涉及串口卡技术领域。本实用新型包括微处理器、两电平转换模块、同步时钟CLK和USB收发器；两电平转换模块均与微处理器双向连接；微处理器通过USB收发器与上位机连接；上位机通过USB总线的通信控制器发送工作模式命令至微处理器；同步时钟CLK，用于采集同步串行接口SSI，利用时钟上升沿接收数据。本实用新型通过USB总线接收上位机工作模式命令，经过匹配模块获取需要匹配的数据帧头，利用时钟上升沿接收数据，并通过USB接口通知上位机接收数据，最终在外设设备数据透明传输给上位机显示，能够有效将外设数据空闲周期数据有效剔除，减小上传到上位机的数据量，提高数据的实时性。

Description

一种基于USB总线透明传输的同步串口卡

技术领域

本实用新型属于串口卡技术领域，特别是涉及一种基于USB总线透明传输的同步串口卡。

背景技术

HDLC(High-level Data Link Control，高级数据链路控)协议是一种面向比特的高效链路层协议。一般情况下，HDLC通信协议IP核为三个部分，即外部接口模块、数据发送部分和数据接收部分。在这类面向比特的数据链路协议中，帧头和帧尾都是特定的二进制序列，通过控制字段来实现对链路的监控，可以采用多种编码方式实现高效的、可靠的透明传输。

SAR数据回放设备是机载合成孔径雷达的一个重要组成部分，一般用于将载机上SAR原始回波数据记录仪中的数据进行回放，以形成标准的计算机文件，并存储到硬盘中，以便事后地面精细成像使用。SAR原始数据具有数据率高，数据容量大的特点。

SAR数据回放设备需要将SAR原始数据透明传输至地面的显示设备用于分析机载SAR雷达的性能，现有透明传输板卡均是相应SAR数据回放设备厂家提供的专用处理板卡，其工作基于PXIe总线的高速同步串口卡，如申请号为CN201820198325.9的一种基于PXIe总线的多路串口卡，其不足之处在于：

(1)依赖SAR数据回放设备厂家，不能及时响应任务需求；

(2)便携差，需要PXIe总线工控机，往往体积比较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于USB总线透明传输的同步串口卡，通过USB总线接收上位机工作模式命令，经过匹配模块获取需要匹配的数据帧头，利用时钟上升沿接收数据，并通过USB接口通知上位机接收数据，最终在外设设备数据透明传输给上位机显示，解决了现有的任务响应不及时、携带能力差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种基于USB总线透明传输的同步串口卡，包括微处理器、两电平转换模块、有源晶振、无源晶振、同步时钟CLK和USB收发器；

所述有源晶振的输出端与微处理器的输入端连接；所述无源晶振的输出端与USB收发器的输入端连接；

两所述电平转换模块均与微处理器双向连接；两所述电平转换模块，用于进行442电平和TTL电平之间的相互转换；

所述微处理器与USB收发器双向连接；所述微处理器通过USB收发器与上位机双向连接；所述上位机通过USB总线的通信控制器发送工作模式命令至微处理器；

所述同步时钟CLK，用于采集同步串行接口SSI，利用时钟上升沿接收数据；所述微处理器根据数据中的帧信息提取上位机对应的数据信息，并将数据信息实时写入到微处理器的FIFO中；

所述微处理器内部设置有数据匹配模块；所述数据匹配模块，用于通过微处理器内寄存器来检索匹配对应的数据帧头。

优选地，所述同步串口卡还设置有用于接收外部RS422串口数据；所述RS422串口数据，用于接收外部上位机工作模式命令；所述RS422串口数据包括一对信号线(DATA+、DATA-)和一根地线。

优选地，所述同步时钟CLK包括一对信号线(CLK+、CLK-)和一根地线。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型基于USB总线的通信控制器接收上位机工作模式命令，将启动数据接收匹配模块，通过微处理器片内寄存器检索需要匹配的数据帧头，利用时钟上升沿接收数据，并依据数据中的帧信息提取上位机需要的有效数据信息，将有效信息实时写入微处理器FIFO中，利用USB接口通知上位机接收数据，最终实现外设设备数据透明传输给上位机显示，能够有效将外设数据空闲周期数据有效剔除，减小上传到上位机的数据量，提高数据的实时性。

(2)本实用新型通过USB接口即可实现外设设备数据透明传输给上位机显示，便携性好，对显示终端要求不高。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种基于USB总线透明传输的同步串口卡电路结构框图；

图2为同步串口卡电路器件布局图；

图3为同步RS422接口时序示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2所示，本实用新型为一种基于USB总线透明传输的同步串口卡，包括微处理器、两电平转换模块、有源晶振、无源晶振、同步时钟CLK和USB收发器；

有源晶振的输出端与微处理器的输入端连接；无源晶振的输出端与USB收发器的输入端连接；无源晶振这是USB接口电路的常规设置，有源晶振能够根据需要提供高速的工作时序。

两电平转换模块均与微处理器双向连接；两电平转换模块，用于进行442电平和TTL电平之间的相互转换；其中一电平转换模块用于将422电平转换为TTL电平；另一电平转换模块用于将TTL电平转换为422电平；

微处理器与USB收发器双向连接；微处理器通过USB收发器与上位机双向连接；上位机通过USB总线的通信控制器发送工作模式命令至微处理器；

同步时钟CLK，用于采集同步串行接口SSI，利用时钟上升沿接收数据；微处理器根据数据中的帧信息提取上位机对应的数据信息，并将数据信息实时写入到微处理器的FIFO中；由于记录仪设备工作时始终输出连续的时钟和同步数据给加固便携计算机，RS422电平的最大速率为7.68Mbps,时钟稳准度优于50ppm，数据与时钟对应关系如图3所示；基于USB总线的通信控制器接收上位机工作模式命令，启动数据检索，利用时钟上升沿接收数据，并依据数据中的帧信息提取上位机需要的有效数据信息，将有效信息实时写入微处理器FIFO中，然后通过USB接口通知上位机接收数据，最终实现外设设备数据透明传输给上位机显示；该通信控制器通过数据检索获取有效信息，将外设数据空闲周期数据有效的剔除，减小了上传到上位机的数据量，能够很好的解决了数据的实时性。

传输协议：所有信号符合平衡的V.11规范，数据传输采用透明模式；帧间空闲标志检测与传输空闲字符为0x7E；

微处理器内部设置有数据匹配模块；数据匹配模块，用于通过微处理器内寄存器来检索匹配对应的数据帧头。

其中，同步串口卡还设置有用于接收外部RS422串口数据；RS422串口数据，用于接收外部上位机工作模式命令；RS422串口数据包括一对信号线(DATA+、DATA-)和一根地线。

其中，同步时钟CLK包括一对信号线(CLK+、CLK-)和一根地线。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种基于USB总线透明传输的同步串口卡，其特征在于，包括微处理器、两电平转换模块、有源晶振、无源晶振、同步时钟CLK和USB收发器；

2.根据权利要求1所述的一种基于USB总线透明传输的同步串口卡，其特征在于，所述同步串口卡还设置有用于接收外部RS422串口数据；所述RS422串口数据，用于接收外部上位机工作模式命令；所述RS422串口数据包括一对信号线(DATA+、DATA-)和一根地线。

3.根据权利要求1所述的一种基于USB总线透明传输的同步串口卡，其特征在于，所述同步时钟CLK包括一对信号线(CLK+、CLK-)和一根地线。