專利名稱：Isa－pci總線接口轉(zhuǎn)換板卡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及計算機領(lǐng)域，具體的講是涉及工控計算機領(lǐng)域，為實現(xiàn)新舊計算機應(yīng)用板卡兼容一種轉(zhuǎn)換裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)代社會計算機已經(jīng)相當普及，已經(jīng)涉及到各行各業(yè)。尤其在工業(yè)部門大量采用計算機作為自動控制、通信等用途，但是計算機技術(shù)日新月異，發(fā)展的很快，采用新計算機與老計算機開發(fā)的應(yīng)用板卡等硬件不能互相兼容，工業(yè)部門的工控機更新以后發(fā)現(xiàn)應(yīng)用板卡不能在新主機上應(yīng)用，這就形成了矛盾?；诜奖愣趾唵蔚貙嵤┺D(zhuǎn)換，又不用破壞新工控機硬件、不需升級應(yīng)用軟件為前提，從而發(fā)明了這套ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡這種裝置。目前市場上沒有能實現(xiàn)這種功能的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種實現(xiàn)新舊計算機相互兼容的系統(tǒng)部件，即ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡裝置。該板卡的利用方便有效地實現(xiàn)新舊計算機相互兼容。
本實用新型的技術(shù)方案是一種ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡裝置。它基于FPGA或CPLD可編程大規(guī)模集成電路設(shè)計，包括一個FPGA或CPLD芯片，一個8253計時通信芯片，一個地址撥碼開關(guān)，一個穩(wěn)壓電源模塊，板卡一邊為ISA插座，一邊為PCI插口，一個2M晶振，一個為CPLD或FPGA錄制程序的下載接口。是一個簡易的實現(xiàn)ISA總線到PCI總線轉(zhuǎn)換的接口板卡。所述8253計時通信芯片、地址撥碼開關(guān)、2M晶振、穩(wěn)壓電源模塊、程序下載接口、ISA插座、PCI插口，通過線路與FPGA或CPLD芯片相連，而FPGA或CPLD芯片可稱之為MCU——即中央微處理器芯片。
上述的ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡裝置，其進一步的特征在于既可以由使用者撥動地址開關(guān)以限定板卡地址，又可以由Windows操作系統(tǒng)自動分配一個地址給板卡而采用默認的方式。所述的FPGA或CPLD芯片是采用半導(dǎo)體掩膜，從而大大地降低成本，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
本實用新型所述的裝置即插即用，不需要驅(qū)動程序。且可以實現(xiàn)雙向直通，即不僅能實現(xiàn)PCI總線到ISA總線接口的轉(zhuǎn)換，修改FPGA或CPLD中的程序后又能實現(xiàn)ISA總線到PCI總線接口的轉(zhuǎn)換，硬件全面兼容。
本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，采用超大規(guī)模IC設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，造價低廉，容易大批量生產(chǎn)。作為一個商品出售，非常容易商品化。


圖1是本實用新型的系統(tǒng)信號通路圖；圖2是本實用新型的電路原理框圖；圖3是本實用新型基于ISA總線接口的數(shù)據(jù)采集板卡的典型應(yīng)用電路原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例詳細介紹如下由上面的分析可知，本實用新型需要實現(xiàn)以下幾部分功能實現(xiàn)PCI總線到ISA總線的轉(zhuǎn)換、或ISA總線到PCI總線的轉(zhuǎn)換；不需要操作系統(tǒng)軟件驅(qū)動即插即用。
在本實用新型方案設(shè)計中，考慮到是在計算機上使用該板卡，一邊直接插入計算機一邊插上控制外部機器的應(yīng)用板卡。因此板卡只起到轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)淖饔?，而不會改變主機計算機與應(yīng)用板卡的數(shù)據(jù)報文的格式和信號時序關(guān)系，全面兼容。具體的說是還采用邊傳輸?shù)牟⑿袛?shù)據(jù)格式，因此速度高能滿足計算機對外接機器進行實時監(jiān)控的要求。有關(guān)ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡裝置系統(tǒng)信號通路圖見圖1，電路原理框圖見圖2。
本實施例的ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡裝置，它包括一個采用半導(dǎo)體掩膜的FPGA或CPLD芯片，一個8253計時通信芯片，一個地址撥碼開關(guān)，一個穩(wěn)壓電源模塊，板卡一邊為ISA插座，一邊為PCI插口，一個2M晶振，一個為CPLD或FPGA錄制程序的下載接口。其中8253計時通信芯片、地址撥碼開關(guān)、2M晶振、穩(wěn)壓電源模塊、程序下載接口、ISA插座、PCI插口，通過線路與FPGA或CPLD芯片相連。
MCU的選擇采用XILINX公司的XC95100型CPLD作為主處理器，XC95100有較多的I/O口可供選擇，可在線編程，功耗低，效率高。尤其在調(diào)試測試板的時候方便修改。XC95100型CPLD的VHDL語言有較強的可移植性，可移植于一次性的可編程器件中以降低硬件成本。
8253定時器的選擇計算機開始工作時通過應(yīng)用軟件對8253定時器進行各種初始化，由8253的輸出觸發(fā)接口轉(zhuǎn)換板卡上的MCU開始工作。
撥碼開關(guān)的選擇現(xiàn)代計算機都能對PCI總線接口的應(yīng)用板卡自動配置地址，采用撥碼開關(guān)選地址的原因是舊的ISA總線接口的應(yīng)用板卡都需要限定地址，以防止地址沖突，為了新舊兼容而采用撥碼開關(guān)選地址。撥碼開關(guān)選址功能為備用，可根據(jù)實際需要選定。
穩(wěn)壓電源模塊的選擇考慮到MCU工作電壓要很穩(wěn)定，又是采用低功耗的FPGA，需要3.3V穩(wěn)壓電源，所以這里采用AS1117電源模塊進行二次穩(wěn)壓。
晶振的選擇采用2M的石英晶振，不需要外部觸發(fā)加上電源后能輸出穩(wěn)定的方波，用于同步各數(shù)字元器件的工作時序。
實施例ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用。
該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)本是一種插入IBM-PC機ISA總線上的一種應(yīng)用板卡，該板卡構(gòu)成實驗室、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中心等各種領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集、波形分析和處理系統(tǒng)。也可構(gòu)成工業(yè)生產(chǎn)過程控制監(jiān)控系統(tǒng)。由于其功能的強大性，所以在舊PC機時代有廣泛的應(yīng)用。但是它們都是基于ISA總線技術(shù)開發(fā)的，現(xiàn)代計算機已經(jīng)取消了ISA總線而采用PCI總線，所以隨著大批計算機的更新，將造成基于ISA總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)報廢。
下面介紹的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)卡是該實用新型技術(shù)的典型應(yīng)用，只需移植該實用新型技術(shù)便能使基于ISA總線的板卡可在PCI總線上應(yīng)用，不需要增加任何軟件成本，即插即用，具有代表性。圖3是完整的電原理框圖。
這套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)板上裝有12Bit分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器。為用戶提供了8雙/16單的模擬輸入通道和2路模擬輸出通道。輸入信號幅度可以經(jīng)程控增益儀表調(diào)到合適的范圍，保證最佳轉(zhuǎn)換精度。程控增益可選擇1、2、4、8或1、10、100、1000倍。A/D轉(zhuǎn)換輸入信號范圍±5V或0～+10V。
這套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)板支持軟件觸發(fā)、定時觸發(fā)和程控閥值電平觸發(fā)三種A/D電路啟動轉(zhuǎn)換工作方式。支持軟件查詢、DMA、中斷等數(shù)據(jù)傳送方式。
由上面的分析可知，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有強大的功能，需要做大量的數(shù)據(jù)處理與傳輸。該實用新型移植于這套數(shù)據(jù)采集板卡后，原ISA總線接口的應(yīng)用板卡成功的在PCI總線接口上應(yīng)用，原有的功能沒有任何改變。
本實用新型的最佳實施例已經(jīng)闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改動型都屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡裝置，其特征在于它包括一個中央微處理器芯片，一個8253計數(shù)器通信芯片，一個地址撥碼開關(guān)，一個2M晶振，一個穩(wěn)壓電源模塊，一個為中央微處理器錄制程序的下載接口，所述的中央微處理器芯片是一個FPGA或CPLD芯片，通過線路一邊與ISA插座相連，一邊與PCI插口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ISA-PCI總線接口轉(zhuǎn)換板卡裝置，其特征在于所述的FPGA或CPLD芯片是采用半導(dǎo)體掩膜。
專利摘要本實用新型涉及電子工程領(lǐng)域，特別適合計算機領(lǐng)域，尤其是在工業(yè)部門應(yīng)用的大型工控計算機。它基于FPGA或CPLD可編程大規(guī)模集成電路設(shè)計－－可稱之為MCU即微處理器。本實用新型包括一個FPGA或CPLD微處理器芯片，一個8253計時通信芯片，一個地址撥碼開關(guān)，一個2M晶振，一個穩(wěn)壓電源模塊，一個為CPLD或FPGA錄制程序的下載接口。是一個簡易的實現(xiàn)ISA總線到PCI總線轉(zhuǎn)換的接口板卡。本實用新型能夠提供新老主機計算機的硬件兼容，不需要重新做操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序，即插即用，操作十分簡單。本實用新型采用超大規(guī)模IC設(shè)計，可移植性高，結(jié)構(gòu)緊湊，造價低廉，容易大批量生產(chǎn)。
文檔編號G06F13/38GK2795941SQ20052006983
公開日2006年7月12日 申請日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者張維 申請人:張維