一种PXIe的测控背板发明专利

专利名称：一种PXIe的测控背板

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111037813.4

专利申请（专利权）人：山东浪潮科学研究院有限公司
权利人地址：山东省济南市高新区浪潮路1036号S02号楼

专利发明（设计）人：胡广建,张孝飞,李清石,刘强

专利摘要：本发明公开了一种PXIe的测控背板，属于测控技术领域，要解决的技术问题为：如何提供一种PXIe测控背板，该背板支持多种增强带宽的测试测量应用，并实现最大限度灵活性。槽口，包括系统槽位、定时槽位和至少一个普通槽位；SMA端口，用于接入10M的参考时钟；时钟芯片，用于通过SMA端口接入参考时钟；扩展芯片，与所述时钟芯片电连接，并于与所述槽位电连接，时钟芯片通过所述时钟芯片为每个槽位提供PXI_CLK10与PXIe_CLK100的时钟信号；机箱管理芯片，用于为每个槽位进行机箱管理；逻辑功能芯片，用于监控槽位的逻辑功能；缓冲芯片，用于将SMA端口的触发信号扩展为8路贯穿每个槽位。

主权利要求：
1.一种PXIe的测控背板，其特征在于包括：
槽口，所述槽口包括系统槽位、定时槽位和至少一个普通槽位；
SMA端口，所述SMA端口用于接入10M的参考时钟；
时钟芯片，所述时钟芯片与所述SMA端口电连接，用于通过SMA端口接入参考时钟，并经过内部PLL锁相之后输出5路10M时钟与4路100M时钟分别给每个槽位提供PXI_CLK10与PXIe_CLK100的时钟信号；
扩展芯片，所述扩展芯片与所述时钟芯片电连接，并与所述槽位电连接，时钟芯片通过所述扩展芯片为每个槽位提供PXI_CLK10与PXIe_CLK100的时钟信号；
机箱管理芯片，所述机箱管理芯片与所述扩展芯片电连接，用于为每个槽位进行机箱管理，所述机箱管理包括对温度、电压、机箱风扇以及固件升级进行管理；
逻辑功能芯片，所述逻辑功能芯片与所述机箱管理芯片电连接，用于监控槽位的逻辑功能，逻辑功能包括板卡在位、上电使能以及复位；
缓冲芯片，所述缓冲芯片与所述SMA端口电连接，用于将SMA端口的触发信号扩展为8路贯穿每个槽位。
2.根据权利要求1所述的一种PXIe的测控背板，其特征在于所述普通槽位共四个。
3.根据权利要求1所述的一种PXIe的测控背板，其特征在于所述扩展芯片为PEX8764芯片。
4.根据权利要求3所述的一种PXIe的测控背板，其特征在于时钟扩展芯片配置为上行1个X16、下行6个X8，或者上行1个X16、下行3个X16，或者上行1个X4、下行15个X4，或者上行1个X16、下行2个X8且8个X4。
5.根据权利要求1所述的一种PXIe的测控背板，其特征在于所述系统槽位仅接受10M时钟。
6.根据权利要求1‑5任一项所述的一种PXIe的测控背板，其特征在于所述机箱管理芯片包括：多路ADC采样电路，所述多路ADC采样电路用于监控背板和每个槽位的电源状态，当电压超过阈值时发出预警；
多路温度采样电路，所述多路温度采样电路用于采集温度并调整温度；
JTAG接口，所述JTAG接口与所述逻辑功能芯片电连接，用于提供在线升级固件版本的通路；
风扇接口，所述风扇接口用于与风扇电连接，以管理控制风扇；
RJ45接口，所述RJ45接口用于提供网络接口；
电源接口，所述电源接口用于提供电源接口。
7.根据权利要求1‑5任一项所述的一种PXIe的测控背板，其特征在于所述机箱管理芯片通过SPI的链路配置时钟扩展芯片发出各路时钟。
8.根据权利要求1‑5任一项所述的一种PXIe的测控背板，其特征在于所述时钟芯片为LMK03806芯片，所述扩展芯片为PEX8764芯片，所述机箱管理芯片为BMC芯片AST2520，所述逻辑功能芯片为LCMX02‑7000HC芯片，所述缓冲芯片为LMK1C1108芯片。 说明书 : 一种PXIe的测控背板技术领域[0001] 本发明涉及测控技术领域，具体地说是一种PXIe的测控背板。背景技术[0002] PXI(PCIeXtensionsforInstrumentation)——专为测试任务而优化的CompactPCI，时至今日，PXI已经成为当今测试、测量和自动化应用的标准平台，它的开放式构架、灵活性和PC技术的成本优势为测量和自动化行业带来了一场翻天覆地的改革。[0003] 自1997年PXI规范完成开发以来，如今已经有超过70个生产商支持，并提供了超过1500款PXI产品，PXI的应用也已经触及到各行各业的诸多领域。通过融合高带宽的PCIExpress技术，全新的PXIExpress总线(PXIE，就是基于PCIE的技术)更是为测试测量行业开辟了全新的应用空间。[0004] 如何提供一种PXIe测控背板，该背板支持多种增强带宽的测试测量应用，并实现最大限度灵活性，是需要解决的技术问题。发明内容[0005] 本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种PXIe的测控背板，来解决如何提供一种PXIe测控背板，该背板支持多种增强带宽的测试测量应用，并实现最大限度灵活性的技术问题。[0006] 本发明的一种PXIe的测控背板，包括：[0007] 槽口，所述槽口包括系统槽位、定时槽位和至少一个普通槽位；[0008] SMA端口，所述SMA端口用于接入10M的参考时钟；[0009] 时钟芯片，所述时钟芯片与所述SMA端口电连接，用于通过SMA端口接入参考时钟，并经过内部PLL锁相之后输出5路10M时钟与4路100M时钟分别给每个槽位提供PXI_CLK10与PXIe_CLK100的时钟信号；[0010] 扩展芯片，所述扩展芯片与所述时钟芯片电连接，并于与所述槽位电连接，时钟芯片通过所述时钟芯片为每个槽位提供PXI_CLK10与PXIe_CLK100的时钟信号；[0011] 机箱管理芯片，所述机箱管理芯片与所述扩展芯片电连接，用于为每个槽位进行机箱管理，所述机箱管理包括对温度、电压、机箱风扇以及固件升级进行管理；[0012] 逻辑功能芯片，所述逻辑功能芯片与所述机箱管理芯片电连接，用于监控槽位的逻辑功能；所述逻辑功能包括板卡在位、上电使能以及复位；[0013] 缓冲芯片，所述缓冲芯片与所述SMA端口电连接，用于将SMA端口的触发信号扩展为8路贯穿每个槽位。[0014] 作为优选，所述普通槽位共四个。[0015] 作为优选，所述时钟扩展芯片为PEX8764芯片。[0016] 作为优选，时钟扩展芯片配置为上行1个X16、下行6个X8，或者上行1个X16、下行3个X16，上行1个X4、下行15个X4，上行1个X16、下行2个X8且8个X4。[0017] 作为优选，所述系统槽位仅接受10M时钟。[0018] 作为优选，所述机箱管理芯片包括：[0019] 多路ADC采样电路，所述多路ADC采样电路用于监控背板和每个槽位的电源状态，当电压超过阈值时发出预警；[0020] 多路温度采样电路，所述多路温度采集电路用于采集温度并调整温度；[0021] JTAG接口，所述JTAG接口与所述逻辑功能芯片电连接，用于提供在线升级固件版本的通路；[0022] 风扇接口，所述风扇接口用于与风扇电连接，以管理控制风扇；[0023] RJ45接口，所述RJ45接口用于提供网络接口；[0024] 电源接口，所述电源接口用于提供电源接口。[0025] 作为优选，所述机箱管理芯片通过SPI的链路配置时钟扩展芯片发出各路时钟。[0026] 作为优选，所述时钟芯片为LMK03806芯片，所述扩展芯片为PEX8764芯片，所述机箱管理芯片为BMC芯片AST2520，所述逻辑功能芯片为LCMX02‑7000HC芯片，所述缓冲芯片为LMK1C1108芯片。[0027] 本发明的一种PXIe的测控背板具有以下优点：[0028] 1、该测控背板支持多种增强带宽的测试测量应用；[0029] 2、该测控背板兼容CompactPCI、PXI、CompactPXIExpress或PXIExpress模块，实现最大限度的灵活性，PXIe‑62302为PXIExpressx8机箱，系统带宽PCIeGen3x8互连，含智能系统检测功能，可以检测整个机箱状态，包括风扇速度，系统电压，以及内部温度等参数；[0030] 3、该背板后面板上配置有10MHz时钟输入/输出的SMA接头，提高了机箱的灵活性，使其可与辅助设备之间实现同步。附图说明[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0032] 下面结合附图对本发明进一步说明。[0033] 图1为实施例一种PXIe的测控背板的结构示意图；[0034] 图2为施例一种PXIe的测控背板中扩展芯片的结构示意图；[0035] 图3为施例一种PXIe的测控背板中时钟芯片的扩展结构示意图；[0036] 图4为施例一种PXIe的测控背板中逻辑功能芯片的功能示意图；[0037] 图5为施例一种PXIe的测控背板中缓冲芯片的结构示意图。具体实施方式[0038] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。[0039] 本发明实施例提供一种PXIe的测控背板，用于解决如何提供一种PXIe测控背板，该背板支持多种增强带宽的测试测量应用，并实现最大限度灵活性的技术问题。[0040] 实施例：[0041] 本发明的一种PXIe的测控背板，包括槽口、SMA端口、时钟芯片、扩展芯片、机箱管理芯片、逻辑功能芯片和缓冲芯片，槽口包括系统槽位、定时槽位和至少一个普通槽位；SMA端口用于接入10M的参考时钟；时钟芯片与所述SMA端口电连接，用于通过SMA端口接入参考时钟，并经过内部PLL锁相之后输出5路10M时钟与4路100M时钟分别给每个槽位提供PXI_CLK10与PXIe_CLK100的时钟信号；扩展芯片与所述时钟芯片电连接，并于与所述槽位电连接，时钟芯片通过所述时钟芯片为每个槽位提供PXI_CLK10与PXIe_CLK100的时钟信号；机箱管理芯片与所述扩展芯片电连接，用于为每个槽位进行机箱管理，所述机箱管理包括对温度、电压、机箱风扇以及固件升级进行管理；逻辑功能芯片与所述机箱管理芯片电连接，用于监控槽位的逻辑功能，逻辑功能包括板卡在位、上电使能以及复位；缓冲芯片与所述SMA端口电连接，用于将SMA端口的触发信号扩展为8路贯穿每个槽位。[0042] 本实施例中，背板分为1‑6个槽位，包含1号系统槽位，4号定时槽位，2、3、5、6普通槽位。[0043] 背板上扩展芯片为一个PCIe_SWITCH芯片PEX8764，用于扩展PCIe端口，本案中PEX8764上行接口为PCIeX16_GNE3配置对应1号槽位，下行5个PCIeX8_GEN3对应2‑6槽位。在具体实例中，可以设置为上行1个X16、下行3个X16，上行1个X4、下行15个X4，上行1个X16、下行2个X8且8个X4。如图2所示。[0044] 如图3所示，本案使用LMK03806芯片作为时钟的扩展芯片，通过SMA端口接入10M的参考时钟，经过内部PLL锁相之后输出5路10M时钟与4路100M时钟分别给每个槽位提供PXI_CLK10与PXIe_CLK100的时钟信号，其中1号槽位仅接受10M时钟。[0045] 本案机箱管理芯片采用BMC芯片AST2520,对每个槽位的温度、电压，机箱风扇、固件版本升级等做管理。AST2520内部包含多路ADC采样电路，可以有效的监控背板和每个槽位的电源状态，当电压超出阈值时，进行告警。[0046] 机箱管理芯片内部也包含了多路温度采集电路，该温度采集电路包括温度传感器和PWM控制器，温度传感器设置在待测位置用于获取温度，PWM控制器用于调控对应温度，该采样多路传感器的温度并通过内部的PWM控制器去调整温度。[0047] 该机箱管理芯片模拟JTAG接口给背板LCMXO2等IC作为在线升级固件版本的通路，该机箱管理芯片通过SPI的链路配置LMK03806发出各路时钟。[0048] 该机箱管理芯片包括风扇接口，其与风扇电连接，以管理控制风扇；配置有RJ45接口，该RJ45接口用于提供网络接口；具有电源接口，该电源接口用于提供电源接口。[0049] 如图4所示，逻辑功能芯片作为板卡在位检测，上下电复位控制，以及时钟同步信号PXIe_SYNC100控制，如下10M与100M的时钟和来自槽位1的PXIe_SYNC_CTRL的信号通过一定的逻辑后产生PXIe_SYNC100信号给每个槽位(不包含SLOT1)。[0050] 本实施例采用LMK1C1108缓冲芯片将SMA端口的触发信号扩展为8路贯穿每个槽位，并在终端做匹配如图5所示。[0051] 本实施例背板设计参考PXI‑5PXIExpress硬件规范、PXI‑1硬件规范2.2版、PICMGEXP.0规范设计。背板分为1‑6个槽位，包含1号系统槽位，4号定时槽位，2、3、5、6普通槽位。背板包含一个PCIe_SWITCH芯片PEX8764用于扩展PCIe端口，本案中PEX8764上行接口为PCIeX16_GNE3配置对应1号槽位，下行5个PCIeX8_GEN3对应2‑6槽位；PXI_STAR信号和PXIe_DSTAR信号由4号槽位分别连接到其他槽位，PXI_TRIG信号连接所有的槽位，Localbus信号菊花链的方式连接所有的槽位；LMK03806时钟发生器产生同步的PXI_CLK10与PXIe_CLK100时钟分别给1‑6号槽位；信号发生器的时钟源来自SMA接口；背板包含机箱管理芯片AST2520用于机箱管理等操作，例如温度获取、风扇控制、电源管理、固件升级操作等功能；背板包含逻辑功能芯片LCMXO2‑7000HC用来监控槽位的板卡在位，上电使能，复位等功能。[0052] 上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

专利地区：山东

专利申请日期：2021-09-06

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN113886304B