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西安同步电子科技有限公司
   Xi'an Synchronization of Electronic Technology Co., Ltd.
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CPCI授时板卡-SYN4621介绍

CPCI授时板卡的相关知识阐述

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发表时间:2016-10-14 14:13作者:小安来源:西安同步原创

CPCI总线(CompactPCI,紧凑型PCI),是(PCIIndustrial Computer Manufacturer's Group,国际工业计算机制造者联合会)组织于1994年提出的高性能工业计算机总线标准

在机械结构上,CPCI总线结构使用了欧卡连接器和标准3U、6U板卡尺寸。

下图分别为我公司生产的CPCI授时板卡示意图:

标准6U板卡-示意图

标准3U板卡-示意图

此外,CPCI总线具有很好的抗震性和通风性,而且还可以从前面板拔插板卡,使更换和维修板卡极为方便。

在电气特性上,CPCI总线以PCI电气规范为基础,解决了VME等总线技术与PCI总线不兼容的问题,使得基于PC的x86架构、硬盘存储等技术能在工业领域使用。同时由于在接口等地方做了重大改进,使得采用CPCI技术的服务器、工控电脑等拥有了高可靠性、高密度的优点。

以我公司SYN4627型CPCI授时板卡为例,它可用于机箱/机柜,采用CPCI供电,获取GPS(北斗)时间信息,通过串口或者BNC输出时间信息,从而达到时间的同步。

CPCI所具有可热插拔(Hot Swap)、高开放性、高可靠性。CPCI技术中最突出、最具吸引力的特点是热插拔(Hot Swap)。简言之,就是在运行系统没有断电的条件下,拔出或插入功能模板,而不破坏系统正常工作的一种技术。热插拔一直是电信应用的要求,也为每一个工业自动化系统所渴求。它的实现是:在结构上采用三种不同长度的引脚插针,使得模板插入或拔出时,电源和接地、PCI总线信号、热插拔启动信号按序进行;采用总线隔离装置和电源的软启动;在软件上,操作系统要具有即插即用功能。CPCI总线热插拔技术正在从基本热切换技术向高可用性方向发展。

以SYN4627型CPCI授时板卡为例,在使用时,整套装置为:CPCI授时板卡,串口线,授时天线,天线支架

整体拓扑图如下:

使用时, 将板卡插入CPCI卡槽,并保证板卡固定可靠。

连接好GPS天线,并使用串口线将计算机和板卡相连,打开随机附带的串口校时软件,选对串口端口号,打开软件即可对时(注:时间信息有效,串口才有输出)。

CPCI标准具有种种优点。它与传统的桌面PCI系统完全兼容,在64位/66M总线接口下能提供每秒高达512MB的带宽。它支持用在桌面PC和工作站上的完全一样的接口芯片。使用CPCI能利用在桌面工作站上开发的整个应用,无需任何改变就能将其移到目标环境,极大地缩短了产品推向市场的时间。利用CPCI技术使得电信设备OEM能利用与桌面应用系统同样的先进技术,同时还具有针对桌面系统设计的大量PCI芯片所带来的规模经济和低成本特性。其产品成本上往往低于同等功能的VME产品,仅略高于通常的工控机IPC(IPC,IndustrialPersonal Computer)产品。

在这里,以 SYN4627型CPCI授时卡的技术指标为例进行说明:

1、   授时天线(选件)

GPS接收天线用于为GPS接收机提供信号,从而使PCI授时板卡获得高精度时间参考,为电脑/工控机提供准确的时间信息:

GPS天线主要性能如下:

形状:蘑菇头

线长:30米(长度可定制)

物理接口:BNC

支架:蘑菇头安装支架

GPS接收机(选件)

频点:L1

定时精度:优于100ns

跟踪灵敏度:-160dBm  

2、   B码输入

IRIG-B(DC)

物理接口:航插

电    平:RS422/485/TTL

标   准:国军标或者美标

IRIG-B(AC)

物理接口:航插

电    平:600欧姆平衡/非平衡

标    准:国军标或者美标

3、   RS232C串口:

串口输出误差:≤50us(波特率为115200时,误差与波特率有关)

物理接口: DB9公接头,3管脚输出,5管脚为地。

数据码型:起标与回车符为ASC码。数据(时、分、秒、年、月、日、)为BCD码。

数传速率: 9600Bit

工作方式:异步、单工。

帧格式:1位起始位,8位数据位,1位停止位,无校验位。

41PPS脉冲信号:

路数:1路

电平:TTL

同步误差:≤100ns

物理接口:BNC

5、    环境特性:

工作温度:0℃~+50℃

相对湿度:≤90%(40℃)

存储温度:-30℃~+70℃

6、   供电电源:CPCI插槽+5V供电,功耗小于2W

CPCI授时板卡在使用中,对收星及收星有效的判定给出说明:当接好天线后,一切链接完整后,打开串口授时软件,即可看见串口时间,及电脑的本地时间,当收到星后串口时间应是实时时间,如果没收到星串口时间显示的是CPCI开机的原始时间。

客户电脑/工控机没有串口时的校时方法:当电脑/工控机没有串口时,可选用串口转USB模块对时,串口线从  CPCI板卡接出来后接上串口转USB模块,usb接口接在电脑/工控机的usb接口上便可对时。

目前,CPCI授时板卡基于稳定性及操作方便性,只支持windows系统。

CPCI规范自制定以来,已历经多个版本。最新的PICMG 3.0所规范的CPCI技术架构在一个更加开放、标准的平台上,有利于各类系统集成商、设备供应商提供更加便捷快速的增值服务,为用户提供更高性价比的产品和解决方案。PICMG 3.0标准是一个全新的技术,与PICMG 2.x完全不同,特别在速度上与PICMG 2.x相比,PICMG 3.0速度每秒可达2Tb。PICMG 3.0主要将应用在高带宽电信传输上,以适应未来电信的发展,PICMG 2.x则仍是CPCI的主流,并将在很长时间内主宰CPCI的应用。

本文所涉及内容,只适用于CPCI授时板卡的应用。

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