CN2423617Y - 船用双现场总线接口卡 - Google Patents

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吕健
徐绍佐
李翼龙
杨英
刘赟
杨勇兵
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Abstract

一种船用双现场总线接口卡,它连接在外围的PC微机和船舶机舱现场设备之间,它包括:用于与PC微机标准ISA总线相匹配的ISA总线缓冲器、输入/输出接口模块、存贮器、用作热备份冗余CAN总线接口的CAN控制器、两个CAN总线隔离及驱动模块、以及智能控制器,该智能控制器用于产生该接口卡内部的地址、数据和控制总线,控制输入/输出接口、存贮器和CAN控制器的数据输入/输出,同时还提供一个主CAN总线接口,控制本接口卡的协调工作。

Description

船用双现场总线接口卡
本实用新型涉及一种船用双现场总线接口卡。
现有的PC微机与船舶机舱现场设备之间的现场数据传输一般采用串行口或现场总线的形式进行传输。前者是点对点之间的通讯，数据无法共享，且通讯节点受到相对限制；后者现场总线通常为单总线形式，该单总线形式虽然解决了通讯节点限制的缺陷，但是其数据传输的可靠性和实时性都较差，并占用了PC微机大量的工作时间，削弱了PC微机处理其它事务的实时性。
本实用新型的目的在于提供一种能互连其它CAN(局部网)总线设备并共享各设备数据、提高系统的数据传输的实时性和可靠性的船用双现场总线接口卡。
为实现上述目的，本实用新型所提供的一种船用双现场总线接口卡，它连接在外围的PC微机和船舶机舱现场设备之间，其特点是，它包括：ISA总线缓冲器，用于与PC微机的标准ISA总线相匹配，确保PC总线负载只有一个门电路；输人/输出接口模块，它是数据传输的进/出口通道，连接在ISA总线缓冲器上；存贮器，它包括EPROM和RAM，它通过内部地址数据控制总线分别与CAN控制器、智能控制器和输入/输出接口模块相连；CAN控制器，它为热备份冗余CAN总线接口，当其工作时，用于控制冗余CAN总线中的信号传输，它通过内部地址数据控制总线分别与存贮器、智能控制器和输入/输出接口模块相连；智能控制器，产生该接口卡内部的地址、数据和控制总线，控制输入/输出接口、存贮器和CAN控制器的数据输入/输出，同时还提供一个主CAN总线接口，控制本接口卡的协调工作，它通过内部地址数据控制总线分别与存贮器、CAN控制器和输入/输出接口模块相连；两个CAN总线隔离及驱动模块，它们分别与智能控制器和CAN控制器相连，用于船舶机舱现场设备与智能控制器的电隔离，并增加CAN总线的承载能力，每个模块均由两个互连的光隔电路、一个分别与各光隔电路相连的CAN总线驱动电路、以及一个分别向两个光隔电路和一个CAN总线驱动电路供电的DC/DC模块所组成。
由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型提高了传输速率，并使现场数据实现共享，连线结构简单可靠，智能模式可使与之相连的外围计算机取数和现场数据传输并行工作，提高了数据传输的实时性，除此之外，所采用的PC总线(ISA总线)使该接口卡可在任意类的PC机上使用，提高了兼容性，尤其是CAN总线热备份冗余，更进一步提高现场总线传输的可靠性。
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型的电路功能框图；
图2是本实用新型的电连接线路图。
如图1、图2所示，本实用新型船用双现场总线接口卡，它连接在外围的PC微机和船舶机舱现场设备之间，它包括：
ISA总线缓冲器1，用于与PC微机的标准ISA总线相匹配，确保PC总线负载只有一个门(TTL)电路，它包括地址总线缓冲器、数据总线缓冲器和控制总线缓冲器，它由型号分别为74LS688、74LS245、74LS138、74LS32和74LS244芯片所组成，其中，地址总线通过接线端A0～A11产生板选地址及五个I/O口地址选通信号；数据总线提供一个低8位(D0～D7)的双向数据总线缓冲；控制总线AEN为该卡地址选板控制信号，IOR和IOW为数据读/写控制信号。
输入/输出接口模块2，用作传输数据的进/出口通道，连接在ISA总线缓冲器1上，它由6块型号为74LS244芯片和5块型号为74LS373芯片所组成，其中202H口为输出口(向PC机输出，以下类同)作为本接口卡命令及状态输出，203H口为输出口作为智能卡数据输出。204H口为输入口(从PC机向接口卡输出，以下类同)作为PC机命令及状态输入。201H及204H口作为PC机应答、复位、报警屏蔽、报警恢复状态及地址输入；
存贮器3，它包括EPROM和RAM，它通过内部地址数据控制总线分别与CAN控制器4、智能控制器5和输入/输出接口模块2相连，采用EPROM(27128)16K字节作为该卡应用程序固化内存，RAM(6264)8K字节作为数据和状态的存放内存；
CAN控制器4，它为热备份冗余的CAN总线接口，当其工作时，用于控制冗余CAN总线中的信号传输，它通过内部地址数据控制总线分别与存贮器3、智能控制器5和输入/输出接口模块2相连，它采用菲利浦生产的SJA1000型的CAN控制器，从而提供一个完整的CAN总线接口，CAN总线输出信号为13引脚(D6～TXD)，CAN总线输入信号为19和20引脚(D6～RXD和D6-RX1)，它连接到智能控制器的CPU(8XC592)提供的地址、数据和控制总线上，由智能控制器控制它的发送和接收工作，在接收到一个完整的数据帧时，该控制器将产生一个中断信号(引脚16D6-INT)给智能控制器的CPU，使CPU马上取走该帧数据；
智能控制器5，产生该接口卡内部的地址、数据和控制总线，控制输入/输出接口、存贮器和局部网控制器的数据输入/输出，同时还提供一个主CAN总线接口，控制本接口卡的协调工作，它通过内部地址数据控制总线分别与存贮器3、CAN控制器4和输入/输出接口模块2相连；它的处理中心采用8XC592芯片，CAN总线输出信号为23引脚(D1-CTXD)，CAN总线输入信号为56引脚(D1-CRX1)和57引脚(D1-CRXD)。按照EPROM的应用程序，从CAN总线接收到数据，存储在RAM中，通过ISA总线向PC机传输当前的数据。通过应用程序，对CAN1，CAN2进行实时诊错、纠错及故障冗余处理，实现了双总线冗余功能。
两个CAN总线隔离及驱动模块6，它们分别与智能控制器5和CAN控制器4相连，用于船舶机舱现场设备与智能控制器的电隔离，并增加CAN总线的承载能力，每个模块6均由两个互连的光隔电路61、62、一个分别与各光隔电路61、62相连的CAN总线驱动电路63、以及一个分别向两个光隔电路61、62和一个CAN总线驱动器63供电的DC/DC模块64所组成。它的频率响应不小于500KHz。驱动电路采用菲利浦生产的专用CAN总线驱动电路82C250芯片，光隔电路型号为6N137，直接采用主机电源通过DC-DC电路(U1、U2-DUP75-05S05)变换成光隔电源。
综上所述，本实用新型船用双现场总线接口卡由一个带CAN总线的智能控制器CPU80C592，再扩展一个CAN总线接口，形成智能双总线的基本形式，同时为了长线传输的可靠性采用了隔离型的总线接口形式。该接口卡可任意插在PC、XT、AT各类兼容机上而方便构成现场总线网络监控系统，并可通过智能控制器实现实时诊断故障并进行热备份容错处理功能。

Claims (1)

1．一种船用双现场总线接口卡，它连接在外围的PC微机和船舶机舱现场设备之间，其特征在于，它包括：
ISA总线缓冲器，用于与PC微机的标准ISA总线相匹配，确保PC总线负载只有一个门电路；
输入/输出接口模块，它是数据传输的进/出口通道，连接在ISA总线缓冲器上；
存贮器，它包括EPROM和RAM，它通过内部地址数据控制总线分别与CAN控制器、智能控制器和输入/输出接口模块相连；
CAN控制器，它为热备份冗余CAN总线接口，当其工作时，用于控制冗余CAN总线中的信号传输，它通过内部地址数据控制总线分别与存贮器、智能控制器和输入/输出接口模块相连；
智能控制器，产生该接口卡内部的地址、数据和控制总线，控制输入/输出接口、存贮器和CAN控制器的数据输入/输出，同时还提供一个主CAN总线接口，控制本接口卡的协调工作，它通过内部地址数据控制总线分别与存贮器、CAN控制器和输入/输出接口模块相连；
两个CAN总线隔离及驱动模块，它们分别与智能控制器和CAN控制器相连，用于船舶机舱现场设备与智能控制器的电隔离，并增加CAN总线的承载能力，每个模块均由两个互连的光隔电路、一个分别与各光隔电路相连的CAN总线驱动电路、以及一个分别向两个光隔电路和一个CAN总线驱动电路供电的DC/DC模块所组成。
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