CN2795941Y

CN2795941Y - Isa－pci总线接口转换板卡装置

Info

Publication number: CN2795941Y
Application number: CN 200520069833
Authority: CN
Inventors: 张维
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2015-03-16

Abstract

本实用新型涉及电子工程领域，特别适合计算机领域，尤其是在工业部门应用的大型工控计算机。它基于FPGA或CPLD可编程大规模集成电路设计－－可称之为MCU即微处理器。本实用新型包括一个FPGA或CPLD微处理器芯片，一个8253计时通信芯片，一个地址拨码开关，一个2M晶振，一个稳压电源模块，一个为CPLD或FPGA录制程序的下载接口。是一个简易的实现ISA总线到PCI总线转换的接口板卡。本实用新型能够提供新老主机计算机的硬件兼容，不需要重新做操作系统的驱动程序，即插即用，操作十分简单。本实用新型采用超大规模IC设计，可移植性高，结构紧凑，造价低廉，容易大批量生产。

Description

ISA-PCI总线接口转换板卡装置

技术领域

本实用新型涉及计算机领域，具体的讲是涉及工控计算机领域，为实现新旧计算机应用板卡兼容一种转换装置。

技术背景

现代社会计算机已经相当普及，已经涉及到各行各业。尤其在工业部门大量采用计算机作为自动控制、通信等用途，但是计算机技术日新月异，发展的很快，采用新计算机与老计算机开发的应用板卡等硬件不能互相兼容，工业部门的工控机更新以后发现应用板卡不能在新主机上应用，这就形成了矛盾。基于方便而又简单地实施转换，又不用破坏新工控机硬件、不需升级应用软件为前提，从而发明了这套ISA-PCI总线接口转换板卡这种装置。目前市场上没有能实现这种功能的装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种实现新旧计算机相互兼容的系统部件，即ISA-PCI总线接口转换板卡装置。该板卡的利用方便有效地实现新旧计算机相互兼容。

本实用新型的技术方案是：一种ISA-PCI总线接口转换板卡装置。它基于FPGA或CPLD可编程大规模集成电路设计，包括一个FPGA或CPLD芯片，一个8253计时通信芯片，一个地址拨码开关，一个稳压电源模块，板卡一边为ISA插座，一边为PCI插口，一个2M晶振，一个为CPLD或FPGA录制程序的下载接口。是一个简易的实现ISA总线到PCI总线转换的接口板卡。所述8253计时通信芯片、地址拨码开关、2M晶振、稳压电源模块、程序下载接口、ISA插座、PCI插口，通过线路与FPGA或CPLD芯片相连，而FPGA或CPLD芯片可称之为MCU——即中央微处理器芯片。

上述的ISA-PCI总线接口转换板卡装置，其进一步的特征在于既可以由使用者拨动地址开关以限定板卡地址，又可以由Windows操作系统自动分配一个地址给板卡而采用默认的方式。所述的FPGA或CPLD芯片是采用半导体掩膜，从而大大地降低成本，实现工业化生产。

本实用新型所述的装置即插即用，不需要驱动程序。且可以实现双向直通，即不仅能实现PCI总线到ISA总线接口的转换，修改FPGA或CPLD中的程序后又能实现ISA总线到PCI总线接口的转换，硬件全面兼容。

本装置结构紧凑，采用超大规模IC设计，结构紧凑，造价低廉，容易大批量生产。作为一个商品出售，非常容易商品化。

附图说明

图1是本实用新型的系统信号通路图；

图2是本实用新型的电路原理框图；

图3是本实用新型基于ISA总线接口的数据采集板卡的典型应用电路原理框图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的优选实施例详细介绍如下：

由上面的分析可知，本实用新型需要实现以下几部分功能：实现PCI总线到ISA总线的转换、或ISA总线到PCI总线的转换；不需要操作系统软件驱动即插即用。

在本实用新型方案设计中，考虑到是在计算机上使用该板卡，一边直接插入计算机一边插上控制外部机器的应用板卡。因此板卡只起到转换与传输的作用，而不会改变主机计算机与应用板卡的数据报文的格式和信号时序关系，全面兼容。具体的说是还采用边传输的并行数据格式，因此速度高能满足计算机对外接机器进行实时监控的要求。有关ISA-PCI总线接口转换板卡装置系统信号通路图见图1，电路原理框图见图2。

本实施例的ISA-PCI总线接口转换板卡装置，它包括一个采用半导体掩膜的FPGA或CPLD芯片，一个8253计时通信芯片，一个地址拨码开关，一个稳压电源模块，板卡一边为ISA插座，一边为PCI插口，一个2M晶振，一个为CPLD或FPGA录制程序的下载接口。其中8253计时通信芯片、地址拨码开关、2M晶振、稳压电源模块、程序下载接口、ISA插座、PCI插口，通过线路与FPGA或CPLD芯片相连。

MCU的选择：采用XILINX公司的XC95100型CPLD作为主处理器，XC95100有较多的I/O口可供选择，可在线编程，功耗低，效率高。尤其在调试测试板的时候方便修改。XC95100型CPLD的VHDL语言有较强的可移植性，可移植于一次性的可编程器件中以降低硬件成本。

8253定时器的选择：计算机开始工作时通过应用软件对8253定时器进行各种初始化，由8253的输出触发接口转换板卡上的MCU开始工作。

拨码开关的选择：现代计算机都能对PCI总线接口的应用板卡自动配置地址，采用拨码开关选地址的原因是：旧的ISA总线接口的应用板卡都需要限定地址，以防止地址冲突，为了新旧兼容而采用拨码开关选地址。拨码开关选址功能为备用，可根据实际需要选定。

稳压电源模块的选择：考虑到MCU工作电压要很稳定，又是采用低功耗的FPGA，需要3.3V稳压电源，所以这里采用AS1117电源模块进行二次稳压。

晶振的选择：采用2M的石英晶振，不需要外部触发加上电源后能输出稳定的方波，用于同步各数字元器件的工作时序。

实施例：ISA-PCI总线接口转换板卡在高速数据采集系统中的应用。

该数据采集系统本是一种插入IBM-PC机ISA总线上的一种应用板卡，该板卡构成实验室、产品质量检验中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统。也可构成工业生产过程控制监控系统。由于其功能的强大性，所以在旧PC机时代有广泛的应用。但是它们都是基于ISA总线技术开发的，现代计算机已经取消了ISA总线而采用PCI总线，所以随着大批计算机的更新，将造成基于ISA总线的数据采集系统报废。

下面介绍的数据采集系统卡是该实用新型技术的典型应用，只需移植该实用新型技术便能使基于ISA总线的板卡可在PCI总线上应用，不需要增加任何软件成本，即插即用，具有代表性。图3是完整的电原理框图。

这套数据采集系统板上装有12Bit分辨率的A/D转换器和D/A转换器。为用户提供了8双/16单的模拟输入通道和2路模拟输出通道。输入信号幅度可以经程控增益仪表调到合适的范围，保证最佳转换精度。程控增益可选择1、2、4、8或1、10、100、1000倍。A/D转换输入信号范围±5V或0～+10V。

这套数据采集系统板支持软件触发、定时触发和程控阀值电平触发三种A/D电路启动转换工作方式。支持软件查询、DMA、中断等数据传送方式。

由上面的分析可知，该数据采集系统具有强大的功能，需要做大量的数据处理与传输。该实用新型移植于这套数据采集板卡后，原ISA总线接口的应用板卡成功的在PCI总线接口上应用，原有的功能没有任何改变。

本实用新型的最佳实施例已经阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改动型都属于本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种ISA-PCI总线接口转换板卡装置，其特征在于它包括一个中央微处理器芯片，一个8253计数器通信芯片，一个地址拨码开关，一个2M晶振，一个稳压电源模块，一个为中央微处理器录制程序的下载接口，所述的中央微处理器芯片是一个FPGA或CPLD芯片，通过线路一边与ISA插座相连，一边与PCI插口相连。

2、根据权利要求1所述的ISA-PCI总线接口转换板卡装置，其特征在于所述的FPGA或CPLD芯片是采用半导体掩膜。