基于CompactPCI總線隔離數(shù)字I-O的設(shè)計.pdf

1、為了滿足計算機自動測量領(lǐng)域、航空航天測控及工業(yè)自動控制領(lǐng)域?qū)﹂_關(guān)量信號處理的需求，本課題研制了一種基于CompactPCI總線隔離數(shù)字I/O的測量和控制模塊；該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對32路輸入開關(guān)量狀態(tài)的采集，以及32路開關(guān)量輸出驅(qū)動外部開關(guān)式執(zhí)行機構(gòu)，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)定時和計數(shù)的功能。
　　本課題采用的設(shè)計方案是：CompactPCI專用接口芯片+FPGA+數(shù)字隔離器件。CompactPCI專用接口芯片是采用PLX公司的PCI9030，它

2、負責模塊與上層軟件的數(shù)據(jù)通信；利用現(xiàn)場可編程邏輯器件 FPGA來完成對輸入開關(guān)量信號的計數(shù)任務(wù)以及輸出不同占空比的脈沖系列；數(shù)字隔離器件實現(xiàn)了64路輸入輸出信號之間的隔離，同時通道的數(shù)量和方向是可以根據(jù)用戶的需求來進行擴展和配置的，因此模塊具有很強的通用性和擴展性。利用數(shù)字隔離器件可以實現(xiàn)在測量和控制時模塊與輸入輸出信號的電氣隔離，這樣就可以有效地減少模塊在測試過程中受到的影響。
　　設(shè)計中FPGA是整個隔離I/O模塊邏輯處理的核

3、心器件，它主要負責整個模塊的邏輯處理工作，例如開關(guān)量的狀態(tài)采集、緩沖事件計數(shù)；以及輸出開關(guān)量信號、占空比可調(diào)的脈沖系列。FPGA內(nèi)部邏輯設(shè)計采用Verilog硬件描述語言來實現(xiàn)，完成模塊中各個功能的邏輯代碼編寫，并在集成開發(fā)環(huán)境QuartusⅡ8.1平臺上完成了對各功能模塊的邏輯設(shè)計、綜合、仿真。
　　最后將設(shè)計完成的隔離數(shù)字I/O模塊與驅(qū)動程序進行聯(lián)調(diào)，調(diào)試結(jié)果表明隔離數(shù)字I/O模塊能夠正常的工作，實現(xiàn)了課題中的各項功能；由于課