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通用运动控制卡CompactPCI接口的设计


的CompactPCI总线引脚(即接插件J1、J2与CompactPCI接口器件PCI9030连接的引脚)包括:ADO~AD31、C/BEO#~C/BE3#、PAR、FRA ME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR#。LTCl646产生的预充电信号经过较大的10kΩ电阻上拉至预充电电压(PRECHARGE OUT)。而BD_SEL#、ENUM#、INTA#信号应上拉至PCI9030的I/O工作电压VI/O。

· 芯片的RESETIN#引脚输入信号PCI_RST#,在片内与HEALTHY#信号进行逻辑结合,从而在引脚RESETOUT#生成LOCAL_PCI_RST#信号送到PCI9030芯片的PCI_RST#信号引脚,用来在任一组电源超出范围时对板卡和芯片PCI9030进行复位。

3.2.3 在LTCl646芯片控制下CompactPCI接口板的上电顺序

当插卡插入时,长3.3V和5V连接器插针以及长GND插针首先接触。LTCl646预充电电路在插入阶段将总线I/O插针偏置为1V。3.3V和5V中等长度的电源插针在插入的下一个阶段接触,但只要OFF/ON#引脚被1.2kΩ上拉电阻拉到VI/O,线路板电源则被关断。在线路板插入的最后阶段,BD_SEL# 短连接器插针开始接触,OFF/ON# 引脚被拉低。这使得通路晶体管导通;并且在内部有一个5μA电流源与TIMER引脚连接。时每个通路晶体管的电流开始增加,直至增加到各自的电流限值;然后,3.3V和5V电源被允许按一定的速率上电,一旦两组电压都在容差范围之内,HEALTHY# 将拉低,LOCAL_PCI_RST#可自由跟随PCI_RST#。

3.2.4 在LTCl646芯片控制下CompactPCI接口板的断电顺序

当BD_SEL# 被拉高时则开始一个断电过程。LTCl646内部开关被连接于每

个输出电源电压引脚,使旁路电容器向地放电。TIMER引脚立即被拉低。GATE引脚被一个200μA的电流源拉低, 以防止3.3V和5V电源上的负载电流同时变为零从而对电源电压造成干扰。当任一输出电压跌落在门限以下时,HEALTHY# 引脚被拉高,LOCAL_PCI_RST# 将被确定为低。

一旦断电过程完成,插卡就可以从插槽内取出。在拔出期间,预充电电路继续将总线I/O插针偏置为1V,直到5V和3.3V长连接器插针分开。

3.3 CompactPCI接口设计的其它电气措施

· 热插拔板卡在带电拔插过程中,为了保护板卡免遭静电损坏,必须进行静电放电。所以,必须在板卡上设计放电条。

· 为了减小板卡上的CompactPCI总线的信号线分支对总线的影响,必须对CompactPCI总线信号进行串联电阻匹配。需要加串联匹配电阻的引脚包括:AD0~AD31、C/BE0#~C/BE3#、PAR、FRAME#、IRDY#、TRDY#、STOP#、LOCK#、IDSEL、DEVSEL#、PERR#、SERR# 以及 INTA#。根据CompactPCI规范,对CompactPCI的信号线长度和到预充电电阻的分支线的长度必须进行限制(PCB的布线特征阻抗应设计为65Ω±10%)。线的长度越短,对CompactPCI总线的冲击越小。在CompactPCI接口板上,对于预充电的信号,从接插件J1n或J2到PCI9030器件管脚,总的信号线长度应小于38.1mm。其中,从接插件插针到串联电阻的PCB连线长度应小于15.2mm,预充电电阻的分支长度最好是零,最长不能超过2.5mm。

· 为了减少插拔过程中由电容产生的浪涌电流并避免接插件烧损,必须限制滤波电容总量。

位置数控板卡的CompactPCI接口的设计是网络运动控制系统发展的必然要求,通过带热插拔的Compact-PCI接口总线的上下机联接,使网络运动控制系统具有更高的可靠性和带电更换故障板卡的能力。

《通用运动控制卡CompactPCI接口的设计(第3页)》
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