專利名稱：應(yīng)用于can總線的熱插拔適配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適配裝置；具體涉及一種熱插拔適配裝置。
背景技術(shù)：
熱插拔是指將板卡從加有電源的主板、背板或服務(wù)器等設(shè)備上插入或拔 出，其最基本的目的是要求帶電拔插單板而不影響整個系統(tǒng)運行，以便維修故 障板或重新配置系統(tǒng)；熱插拔技術(shù)可以提供有計劃地訪問熱插拔設(shè)備，允許在 不停機或很少需要操作人員參與的情況下，實現(xiàn)故障恢復(fù)和系統(tǒng)重新配置。
目前CAN總線設(shè)備的熱插拔適配器采用兩路支持熱插拔的CAN收發(fā)器、 兩路CAN總線控制器及一個主控器實現(xiàn)，兩路CAN總線控制器分別緩沖來 自兩端的CAN總線數(shù)據(jù)，然后向另一端轉(zhuǎn)發(fā)。這種適配器增加了 CAN總線 數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，降低了總線的效率，并且適配器對于兩端的CAN設(shè)備來說 不是透明的，插入的CAN設(shè)備將不會參與總線仲裁等總線活動，CAN總線上 數(shù)據(jù)包順序也不能得到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的熱插拔適配器存在的CAN總線數(shù)據(jù)傳輸延遲長、 總線效率低且對于兩端CAN設(shè)備不透明的問題，而提出的一種應(yīng)用于CAN 總線的熱插拔適配裝置。
應(yīng)用于CAN總線的熱插拔適配裝置，它由工作電源模塊和信號連接組件 組成；工作電源模塊的電源輸入端與電源相連，工作電源模塊的電源輸出端與 信號連接組件的電源輸入端相連；信號連接組件的信號輸入輸出端與即插即用 的CAN總線設(shè)備的信號輸出輸入端相連，信號連接組件的信號輸出輸入端與 不支持熱插拔的CAN總線設(shè)備的信號輸入輸出端相連；所述信號連接組件包 括兩個CAN收發(fā)器模塊和現(xiàn)場可編程門陣列模塊；兩個CAN收發(fā)器模塊既 第一 CAN收發(fā)器模塊和第二 CAN收發(fā)器模塊；第一 CAN收發(fā)器模塊的第一 信號輸入輸出端既信號連接組件的信號輸入輸出端，第一 CAN收發(fā)器模塊的 第二信號輸出端與現(xiàn)場可編程門陣列模塊的第一信號輸入端相連；現(xiàn)場可編程 門陣列模塊的第一信號輸出端與第二 CAN收發(fā)器模塊的第二信號輸入端相 連，第二 CAN收發(fā)器模塊的第一信號輸出輸入端既信號連接組件的信號輸出輸入端；第二 CAN收發(fā)器模塊的第三信號輸出端與現(xiàn)場可編程門陣列模塊的 第二信號輸入端相連，現(xiàn)場可編程門陣列模塊的第二信號輸出端與第一 CAN 收發(fā)器模塊的第三信號輸入端相連。
本發(fā)明的現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-1可以使CAN總線數(shù)據(jù)傳輸延遲縮短、 總線效率提高且對于兩端CAN設(shè)備透明，兩端的CAN設(shè)備無需做任何調(diào)整， 即可支持熱插拔。同時它還具有對于需要很長時間啟動的復(fù)雜被測系統(tǒng)，不斷 電插拔測試設(shè)備，提高測試效率；通過熱插拔各種不同功能的測試設(shè)備，被測 系統(tǒng)只需使用一個測試接口即可完成多個測試任務(wù)；對于需要長時間工作的被 測系統(tǒng)，可以隨時使用支持熱插拔的測試設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀況等等。本發(fā) 明可廣泛適用于各種隨時使用支持熱插拔的測試設(shè)備。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為具體實施方式
一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 為具體實施方式
二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為工作電源模塊1的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的工作邏輯框圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式由工作 電源模塊1和信號連接組件2組成;工作電源模塊1的電源輸入端與電源相連， 工作電源模塊1的電源輸出端與信號連接組件2的電源輸入端相連;信號連接 組件2的信號輸入輸出端與即插即用的CAN總線設(shè)備4的信號輸出輸入端相 連，信號連接組件2的信號輸出輸入端與不支持熱插拔的CAN總線設(shè)備3的 信號輸入輸出端相連；所述信號連接組件2包括兩個CAN收發(fā)器模塊和現(xiàn)場 可編程門陣列模塊2-1;兩個CAN收發(fā)器模塊既第一 CAN收發(fā)器模塊2-2和 第二 CAN收發(fā)器模塊2-3;第一 CAN收發(fā)器模塊2-2的第一信號輸入輸出端 既信號連接組件2的信號輸入輸出端，第一 CAN收發(fā)器模塊2-2的第二信號 輸出端與現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-l的第一信號輸入端相連；現(xiàn)場可編程門陣 列模塊2-1的第一信號輸出端與第二 CAN收發(fā)器模塊2-3的第二信號輸入端 相連，第二 CAN收發(fā)器模塊2-3的第一信號輸出輸入端既信號連接組件2的 信號輸出輸入端；第二 CAN收發(fā)器模塊2-3的第三信號輸出端與現(xiàn)場可編程 門陣列模塊2-l的第二信號輸入端相連，現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-l的第二信號輸出端與第一 CAN收發(fā)器模塊2-2的第三信號輸入端相連。
具體實施方式
二結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式與具體實施方 式一不同點在于信號連接組件2還包括四個高速光耦模塊，既第一高速光耦模 塊2-4、第二高速光耦模塊2-5、第三高速光耦模塊2-6和第四高速光耦模塊 2-7;第一 CAN收發(fā)器模塊2-2的第二信號輸出端通過第二高速光耦模塊2-5 與現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-l的第一信號輸入端相連；現(xiàn)場可編程門陣列模塊 2-1的第一信號輸出端通過第三高速光耦模塊2-6與第二 CAN收發(fā)器模塊2-3 的第二信號輸入端相連；第二 CAN收發(fā)器模塊2-3的第三信號輸出端通過第 四高速光耦模塊2-7與現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-l的第二信號輸入端相連；現(xiàn) 場可編程門陣列模塊2-1的第二信號輸出端通過第一高速光耦模塊2-4與第一 CAN收發(fā)器模塊2-2的第三信號輸入端相連。其它組成和連接方式與具體實 施方式一相同。增加高速光耦模塊的目的在于進一步隔離了總線與設(shè)備，使現(xiàn) 場可編程門陣列模塊2-1能夠根據(jù)電路的延遲參數(shù)對轉(zhuǎn)發(fā)時序進行調(diào)整。
具體實施方式
三結(jié)合圖4說明本實施方式，本實施方式與具體實施方 式一不同點在于所述工作電源模塊l由第一芯片U1、開關(guān)F1、第一發(fā)光二極 管D1、第一場效應(yīng)管Q1、第一電容C1 第六電容C6、第十一電容C11 第 十三電容C13、第一電阻Rl、第二電阻R2和第六電阻R6 第九電阻R9組成； 第十三電容C13的一端分別與第九電阻R9的一端、第一電容C1的一端、第 六電阻R6的一端、第十一電容C11的一端、第七電阻R7的一端、第二電容 C2的一端、第一芯片U1的管腳VCC和第一電阻R1的一端相連；第十三電 容C13的另一端接地，第九電阻R9的另一端與第一發(fā)光二極管Dl的陽極相 連，第一發(fā)光二極管D1的陰極與第一芯片U1的管腳FAULT相連；第一電容 Cl的另一端分別與第八電阻R8的一端和第一芯片Ul的管腳REF相連，第 六電阻R6的另一端分別與第八電阻R8的另一端、第十一電容Cll的一端和 第一芯片Ul的管腳IMAX相連，第七電阻R7的另一端與第一芯片Ul的管 腳PLIM相連；第二電容C2的另一端接地；第六電容C6的一端分別與第一 芯片Ul的管腳L/R和地電源相連，第六電容C6的另一端與第一芯片Ul的 管腳CT相連，第一芯片U1的管腳GND接地；第一電阻R1的另一端分別與 第一芯片Ul的管腳SENSE和第一場效應(yīng)管Ql的漏極相連，第一場效應(yīng)管Ql的柵極與第二電阻R2的一端相連，第二電阻R2的另一端與第一芯片Ul 的管腳OUT相連，第一場效應(yīng)管Ql的源極分別與第一芯片Ul的管腳 VOUTS、第五電容C5的一端、第十二電容C12的一端和開關(guān)Fl的一端相連； 第五電容C5的另一端與第一芯片Ul的管腳VPUMP相連，第十二電容C12 的另一端接地；第四電容C4的兩端分別與第一芯片Ul的管腳OSCB和管腳 PMPB相連；第三電容C3的兩端分別與第一芯片Ul的管腳PMP和管腳OSC 相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
本發(fā)明的工作原理CAN總線是半雙工的總線，即CAN總線控制器發(fā)送 數(shù)據(jù)時，自身將接收到相同的數(shù)據(jù)；CAN總線上的電平采用線與的方式，即 當(dāng)總線上任何一個設(shè)備驅(qū)動總線為低時，總線電平即為低。為了避免線路延時 造成CAN總線數(shù)據(jù)沖突，本發(fā)明采用現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-1進行時序調(diào) 整?，F(xiàn)場可編程門陣列模塊2-1的工作頻率較CAN總線的通訊速率要高很多， 即在CAN總線上的一位數(shù)據(jù)的持續(xù)時間里，現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-1將工 作200 300個周期。此外，現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-l不斷監(jiān)視兩端的CAN 總線。如圖5所示，現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-1邏輯中的狀態(tài)機工作流程如下
1、 如果熱插拔使能信號無效，狀態(tài)機將始終處理空閑狀態(tài)；
2、 在空閑狀態(tài)，如果任何一端的CAN總線被驅(qū)動為低，則那一端將被 視為本次通信的主動驅(qū)動端，現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-l將總線通路打開，以 驅(qū)動另一端。
3、 當(dāng)主動驅(qū)動端停止驅(qū)動總線為低時，現(xiàn)場可編程門陣列模塊2-1此時 將關(guān)閉總線一小段時間。這一小段時間將由整個電路的延時決定，因為關(guān)閉總 線是要避開由于線路延時可能導(dǎo)致的總線沖突。前提是線路的延時足夠短，遠 小于通信的比特率周期。
4、 等到延時結(jié)束后，狀態(tài)機重新進入空閑態(tài)。
權(quán)利要求
1、應(yīng)用于CAN總線的熱插拔適配裝置，其特征在于它由工作電源模塊(1)和信號連接組件(2)組成；工作電源模塊(1)的電源輸入端與電源相連，工作電源模塊(1)的電源輸出端與信號連接組件(2)的電源輸入端相連；信號連接組件(2)的信號輸入輸出端與即插即用的CAN總線設(shè)備(4)的信號輸出輸入端相連，信號連接組件(2)的信號輸出輸入端與不支持熱插拔的CAN總線設(shè)備(3)的信號輸入輸出端相連；所述信號連接組件(2)包括兩個CAN收發(fā)器模塊和現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-1)；兩個CAN收發(fā)器模塊既第一CAN收發(fā)器模塊(2-2)和第二CAN收發(fā)器模塊(2-3)；第一CAN收發(fā)器模塊(2-2)的第一信號輸入輸出端既信號連接組件(2)的信號輸入輸出端，第一CAN收發(fā)器模塊(2-2)的第二信號輸出端與現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-1)的第一信號輸入端相連；現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-1)的第一信號輸出端與第二CAN收發(fā)器模塊(2-3)的第一信號輸入端相連，第二CAN收發(fā)器模塊(2-3)的第二信號輸出輸入端既信號連接組件(2)的信號輸出輸入端；第二CAN收發(fā)器模塊(2-3)的第三信號輸出端與現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-1)的第二信號輸入端相連，現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-1)的第二信號輸出端與第一CAN收發(fā)器模塊(2-2)的第三信號輸入端相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于CAN總線的熱插拔適配裝置，其特征在于信號連接組件(2)還包括四個高速光耦模塊，既第一高速光耦模塊(2-4)、第二高速光耦模塊(2-5)、第三高速光耦模塊(2-6)和第四高速光耦模塊(2-7);第一 CAN收發(fā)器模塊(2-2)的第二信號輸出端通過第二高速光耦模塊(2-5)與現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-l)的第一信號輸入端相連；現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-l)的第一信號輸出端通過第三高速光耦模塊(2-6)與第二 CAN收發(fā)器模塊(2-3)的第二信號輸入端相連；第二 CAN收發(fā)器模塊(2-3)的第三信號輸出端通過第四高速光耦模塊(2-7)與現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-l)的第二信號輸入端相連；現(xiàn)場可編程門陣列模塊(2-l)的第二信號輸出端通過第一高速光耦模塊(2-4)與第一CAN收發(fā)器模塊(2-2)的第三信號輸入端相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于CAN總線的熱插拔適配裝置，其特征在于所述工作電源模塊(1)由第一芯片(U1)、開關(guān)(F1)、第一發(fā)光二極管(D1)、第一場效應(yīng)管(Q1)、第一電容(C1) 第六電容(C6)、第十一電容(C11) 第十三電容(C13)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)和第六電阻(R6) 第九電阻(R9)組成；第十三電容(C13)的一端分別與第九電阻(R9)的一端、第一電容(C1)的一端、第六電阻(R6)的一端、第十一電容(C11)的一端、第七電阻(R7)的一端、第二電容(C2)的一端、第一芯片(U1)的管腳(VCC)和第一電阻(R1)的一端相連；第十三電容(C13)的另一端接地，第九電阻(R9)的另一端與第一發(fā)光二極管(D1)的陽極相連，第一發(fā)光二極管(D1)的陰極與第一芯片(U1)的管腳(FAULT灘連；第一電容(C1)的另一端分別與第八電阻(R8)的一端和第一芯片(U1)的管腳(REF)相連，第六電阻(R6)的另一端分別與第八電阻(R8)的另一端、第十一電容(Cll)的一端和第一芯片(U1)的管腳(IMAX)相連，第七電阻(R7)的另一端與第一芯片(U1)的管腳(PLIM)相連；第二電容(C2)的另一端接地；第六電容(C6)的一端分別與第一芯片(U1)的管腳(L/R)和地電源相連，第六電容(C6)的另一端與第一芯片(U1)的管腳(CT)相連，第一芯片(U1)的管腳(GND)接地；第一電阻(R1)的另一端分別與第一芯片(U1)的管腳(SENSE)和第一場效應(yīng)斷Q1)的漏極相連，第一場效應(yīng)管(Q1)的柵極與第二電阻(R2)的一端相連，第二電阻(R2)的另一端與第一芯片(Ul)的管腳(OUT)相連，第一場效應(yīng)管(Ql)的源極分別與第一芯片(Ul)的管腳(VOUTS)、第五電容(C5)的一端、第十二電容(C12)的一端和開關(guān)(F1)的一端相連；第五電容(C5)的另一端與第一芯片(U1)的管腳(VPUMP灘連，第十二電容(C12)的另一端接地;第四電容(C4)的兩端分別與第一芯片(U1)的管腳(OSCB)和管腳(PMPB)相連；第三電容(C3)的兩端分別與第一芯片(U1)的管腳(PMP)和管腳(OSC)相連。
全文摘要
應(yīng)用于CAN總線的熱插拔適配裝置，涉及適配裝置。它為解決現(xiàn)有的熱插拔適配器存在CAN總線數(shù)據(jù)傳輸延遲長、總線效率低且對于兩端CAN設(shè)備不透明的問題而提出的。它由工作電源模塊和信號連接組件組成；工作電源模塊的電源輸入端與電源相連，工作電源模塊的電源輸出端與信號連接組件的電源輸入端相連；信號連接組件的信號輸入輸出端與即插即用的CAN總線設(shè)備的信號輸出輸入端相連，信號連接組件的信號輸出輸入端與不支持熱插拔的CAN總線設(shè)備的信號輸入輸出端相連；所述信號連接組件包括兩個CAN收發(fā)器模塊和現(xiàn)場可編程門陣列模塊。它具有數(shù)據(jù)傳輸延遲縮短、總線效率高且對兩端CAN設(shè)備透明的優(yōu)點，可廣泛適用于隨時使用支持熱插拔的測試設(shè)備。
文檔編號H04L12/40GK101515878SQ20091007166
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者劉兆慶, 宇 彭, 彪 王, 羅杰俊, 趙光權(quán) 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)