專利名稱：具有兼容接口的模板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種接插件，特別涉及一種具有兼容接口的模板，所述兼容性接口能夠兼容各種微處理器、微控制器及數字信號處理器產品，使各種微處理器、微控制器及數字信號處理器板卡及外圍功能擴展子板能夠互相兼容，靈活進行配置互換，有利于功能擴展、節約成本、方便升級和教學演示及科研開發。
背景技術：
近年來，隨著電子技術的發展，電子產品越來越趨于模塊化，以滿足產品的通用性、適用性以及替代性的需要。
每個模板上設有實現該模塊功能的電子器件，如CPU、存儲器等，還設有該模板輸入和輸出的接口(接插件)，這些接口通常包括數據線、地址線、控制線、讀寫信號、片選信號、存儲器選通信號、中斷信號、復位信號、各種電源和地端點，或者以便為模板上的電子器件提供工作環境和輸入、輸出電信號。
但是目前的標準模板接口不能滿足產品的通用性、適用性以及替代性的需要，因此這些接口通常是為特定器件設計的，不能兼容。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種具有兼容性接口的模板，使各模板之間能互通互用。
本實用新型的上述目的是這樣實現的，一種具有兼容性接口的模板，其特征在于在模板上固定有連接外部模板的接插件，該接插件為總線結構接插件。
由于本實用新型的模板接插件被設計為總線結構接插件，從而能夠兼容各種微處理器、微控制器及數字信號處理器產品，使各種微處理器、微控制器及數字信號處理器板卡及外圍功能擴展子板能夠互相兼容，靈活進行配置互換。
此外，本實用新型的總線結構接插件的數據線引腳具有2n的備用數據線引腳，以適應不同能力的處理器，n為大于等于或大于3的整數，例如，對于目前8條數據線的處理器，本實用新型的備用數據線引腳至少為8個。
其中，所述的總線結構接插件具有互通的插接槽和插接頭，其中插接槽固定在模板一面，而插接頭固定在模板的另一面。這樣便于模板互連。
其中，所述的總線結構接插件包括擴展地址、數據總線和控制總線的第一接插件，以及擴展外設信號的第二接插件。
其中，所述的總線結構接插件還包括擴展第一接插件和第二接插件沒有擴展的剩余CPU信號的第三接插件。
其中，所述的控制總線包括讀寫信號線和片選信號線。
其中，剩余CPU信號包括AD輸入、液晶、串口和擴展子板間的通信信號。
其中，在模板上的不同位置分別設置第一接插件、第二接插件和第三接插件。
其中，在模板上的不同位置分別設置第一接插件和第二接插件。
顯然，本實用新型具有以下技術效果1)由于模板接插件被設計為總線結構接插件，因而能夠兼容各種微處理器、微控制器及數字信號處理器產品，使各種微處理器、微控制器及數字信號處理器板卡及外圍功能擴展子板能夠互相兼容，靈活進行配置互換；有利于功能擴展、節約成本、方便升級和教學演示及科研開發。
2)由于所述的總線結構接插件具有互通的插接槽和插接頭，便于各個模板互連，從而有利于降低電子設備的占用空間。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
圖1是本實用新型的第一兼容接口的模板的立體圖；圖2是圖1的A向的平面圖；圖3是本實用新型的擴展地址、數據總線和控制總線的J1接插件的引腳關系的示意圖；圖4是本實用新型的擴展外設信號的J2接插件的引腳關系的示意圖；圖5是本實用新型的擴展J1、J2沒有擴展的CPU信號的接插件的引腳關系的示意圖；圖6是本實用新型的第二種兼容接口的模板的立體圖；圖7是圖6的B向的平面圖；圖8是本實用新型的第三種兼容接口的模板的立體圖；圖9是圖8的C向的平面圖。
具體實施方式
參見圖1所示的本實用新型的第一兼容接口的模板，在模板4上分別設置擴展地址、數據總線和控制總線的接插件43(J1接插件)、擴展外設信號的接插件44(J2接插件)和擴展J1、J2沒有擴展的CPU信號的接插件45(J3接插件，也可以稱為擴展剩余CPU信號的接插件)。這里最為關鍵的是，接插件為總線結構接插件。本發明人認識到，將模板的接插件設計為總線結構接插件能夠兼容各種數字信號處理產品，使各種數字信號處理板卡及外圍功能擴展子板能夠互相兼容，靈活進行配置互換。
同時，本實用新型還將總線結構接插件的數據線引腳安排成，具有2n的備用數據線引腳，以適應不同能力的處理器，其中n為大于等于或大于3的整數，例如，對于目前8條數據線的處理器，本實用新型的備用數據線引腳至少為8個，當然還可以根據需要，把備用數據線引腳設置為16或32個……。
其中，從圖1可以看出，所述的總線結構接插件具有互通的插接槽和插接頭，其中插接槽固定在模板一面，而插接頭固定在模板的另一面。這樣便于模板互連，從而可以降低模板的占用空間。
另外，模板上還設有圖中未示出以下部件-定位孔4個；-DSP的JTAG口、CPLD的JTAG口、UART口、擴展信號接口、BNC接頭等信號輸入輸出接插件放在板的橫向左側；DSP JTAG口、CPLD JTAG口及擴展信號插件選用雙排彎針，標準IDC封裝；UART接插件選用彎針接口，標準DB9/M封裝。BNC插頭選用彎型接頭，BNC封裝。以上所有接插件伸出PCB板的部分的尺寸為7mm；-撥碼開關，優先選用側撥的直插開關，放在板的橫向右側，靠近板的邊緣；-電源插口、CAN總線接口可以放在板的縱向兩側，不能伸出PCB板外；電源插口POW-9封裝，CAN總線插口螺釘固定端子式封裝；-在布線和布局需要的情況下，DSP的JTAG口、CPLD的JTAG口也可以放在板的橫向右側或縱向的下側。
圖3示出了本實用新型的J1接插件，即擴展地址、數據總線和讀寫、片選信號的接插件。表1詳細說明了的該J1接插件各引腳的含義。
表1
說明1)地址線5X——A0～A19接到26～3對應腳；A20接到28腳、A21接到27腳；30腳、29腳懸空2X——A0～A19接到26～3對應腳；A20接到28腳、A21接到27腳；30腳、29腳懸空6X——A2～A21接到26～3對應腳；BE2接到28腳、BE3接到27腳；BE0接30腳、BE1接29腳ARM——CPU有A0、A1地址線的按5X處理器連接，沒有A0、A1地址線的按6X處理器連接處理器沒有的高位地址線懸空。
擴展板——沒用到30腳(BE0)、29腳(BE1)的，29腳、30腳懸空2)數據線處理器沒有的高位數據線懸空3)CSO擴展給子板的片選信號，擴展CPU沒有使用的片選地址。
ARM處理器——CSO連接到CPU沒有使用的片選信號4)J1擴展的信號如果該CPU沒有此類信號(如MSTRB)，則相應的引腳不擴展，懸空，不能把其他的CPU信號或擴展板信號擴展到該引腳上。
圖4示出了本實用新型的J2接插件44，即，擴展外設信號的接插件，表2詳細說明了的該J2接插件各引腳的含義。
表2
說明1)ARM CPU有IIS總線的信號連接到J2以下的對應引腳
2)ARM CPU有SIO總線的信號連接到J2以下的對應引腳
3)J2擴展的信號如果CPU板已經使用，則不能擴展；不同種類的CPU板，相同功能的信號如(McBSP串口)，擴展到已經定義的功能的引腳上，如果該CPU沒有此類信號(如DMA)，則相應的引腳不擴展，懸空，不能把其他的CPU信號或擴展板信號擴展到該引腳上。
4)75腳是CPU板判斷是否有子板擴展的信號，在子板上接地5)CPU1、CPU2、CPU3、CPU4是用來指示CPU板種類信號，規定如下
“1”代表通過10K電阻上拉到高電平“0”代表接地
圖5示出了本實用新型J3接插件，即擴展J1、J2沒有擴展的CPU信號的接插件，如AD輸入、液晶、串口等和擴展子板間的通訊信號。表3詳細說明了的該J3接插件各引腳的含義。
表3
說明1、CPU相同種類的擴展信號優先擴展到J1、J2，J3擴展剩余的CPU信號。CPU的擴展信號●AD輸入信號輸入給CPU的AD單元●中斷擴展到J2后剩余的中斷信號●定時器輸出擴展到J2后剩余的定時器輸出信號●片選擴展到J1、J2后剩余的片選信號●寫字節使能寫字節使能信號●DMADMA控制信號●IO通用IO信號●IICIIC總線信號●UART串口通訊信號
●LCD液晶控制和數據信號●SYS沒有指定的CPU信號，把以上定義中沒有的CPU信號擴展到SYS引腳上，不同種類的CPU自行定義，但相同種類的CPU板保持一致。
2、擴展板之間的信號擴展板之間的通訊信號USER代表擴展板之間的信號接口，除了CPU板以外的擴展板可以在“USER”引腳擴展信號，和其它擴展板相連。
●ADn/USERAD輸入信號●Dan/USERDA輸出信號●IO/USERIO信號●USER沒有定義的擴展板信號，自行定義3 J3擴展的信號如果CPU板已經使用，則不能擴展；不同種類的CPU板，相同功能的信號如(UART串口)，擴展到已經定義的功能的引腳上，如果該CPU沒有此類信號(如VLINE)，則相應的引腳不擴展，懸空，不能把其他的CPU信號或擴展板信號擴展到該引腳上。
圖6示出了本實用新型的第二種兼容接口的模板2結構，圖7是圖6的B向的平面圖。如圖所示，模板2上設有接插件21和接插件22，這兩個接插件是J1、J2接插件。其中，從圖6可以看出，該模板的總線結構接插件也具有互通的插接槽和插接頭，其中插接槽固定在模板一面，而插接頭固定在模板的另一面。這樣便于模板互連，從而可以降低模板的占用空間。
圖8示出了本實用新型的第三種兼容接口的模板3的立體圖，圖9是圖8的C向的平面圖。如圖所示，模板3上設有接插件37和接插件36，這兩個接插件是J1、J2接插件。從圖8可以看出，該模板的總線結構接插件也具有互通的插接槽和插接頭，其中插接槽固定在模板一面，而插接頭固定在模板的另一面。這樣便于模板互連，從而可以降低模板的占用空間。
下面再列舉本實用新型可以使用的兩種總線(接插件)，其中，一種總線是E-PLAY總線，一種總線是E-LAB總線。
E-PLAY總線1、物理特性在模塊的上下兩側各布置一排雙排針，雙排針為上孔下針的形式，方便模塊上下搭接。雙排針的間距為2.54mm，上排為60P，下排為70P。右側為40P。(模塊的外形及規劃器件的位置、屬性要求見附圖)2、信號線的種類SPI(8)、IIC(2)、IIS(5)、UART(2)、T/C(2)、EXINT(5)、ANOLOGIN(8)、ANOLOGOUT(2)、VREF(2)、PWM(8)、GIO(16)、D(16)、A(16)、CS(8)、WR(1)、RD(1)、WAIT(1)、RSTOUT(1)、/R/S/T/O/U/T(1)、擴展(12)、LCD(28)、觸摸屏(4)、MCBSP(16)及部分保留備用線共約160線。
設計要求1.設計CPU板時，當CPU具有串口(或全功能串口)、USB、JTAG、CAN等功能或其中某項功能時，要盡量在模塊的左側優先布置串口DB9(孔，交叉)、NET、JTAG等接口，PORTA的兩側布置USB和CAN(已經過電平轉換和隔離驅動)接口。當板上沒有NET功能電路時，將USB接口移至NET接口的位置。
2.CPU板上要至少有簡易串口、USB(從)各一路，CPU不具有功能的，要在CPU板上擴展。
3.在設計CPU板時，如果CPU沒有串口、SPI接口或IIC接口，在通用IO夠用時可用通用IO按以下先后順序模擬一組SPI接口、一組IIC接口和一組簡易串口。
4.在設計CPU板時，如果CPU沒有外擴存儲器總線接口，在通用IO夠用時優先用通用IO模擬D0-D7、A0-A3、CS0-CS3、/W/R、/R/D。如果通用IO不夠時，可只模擬D0-D7(D0-D3)、A0-A2、CS0-CS1、/W/R、/R/D。
5.在CPU板上已經被占用的信號線不要再引向PORTA、B、C。
6.設計CPU板時，當CPU具有TFT液晶控制器，而沒有觸摸屏功能時，要在CPU板上擴展觸摸屏功能并與接口相連。
7.無論CPU板，還是接口板，所有的模擬信號的范圍為0--+2.5V。
8.所有用到的選擇開關(跳線)優先選用跳線，其次為表貼開關。
9.CPU板不要占用擴展信號線(接口EIO0-EIO9，接口板模擬信號輸出0--1)。
10.接口板上沒有用到的信號線要懸空，不要與電源或地相連。
11.數字地DGND與模擬地AGND在CPU板上電源接口附近通過0歐電阻與電源接口的GND相連。
12.板上用到的接口(PORT A、B、C和JTAG)引腳焊盤為外徑62mil，孔徑35mil；電源接口的引腳焊盤為外徑160mil，孔徑60mil。
E-PLAY16總線包括PORT A接口，PORT B接口，PORT C接口，以及JIAG接口和電源接口，下面分別定義這些接口
PORTA接口定義
PORTB接口定義
PORT C接口定義
JTAG接口定義
注JTAG接口的電源(VCC)要參考CPU芯片的技術手冊和JTAG電纜線的要求。
電源接口定義
E-LAB總線1、物理特性在模塊的上下兩邊各布置一排雙排針，上排針為16P，下排針為24P；雙排針的間距為2.54mm。
2、總線定義Ja Jb包含了16條數據總線(D0-D15)，16條地址總線(A0-A15)，12條控制總線(CS0-CS3、LCS0-LCS3、ALE、IOWR、IORD、INT)，4種電源線(VCC、+12V、-12V、GND)。
總線中的雙向數據線，在CPU板上要通過245驅動后再與CPU芯片的數據線相連，245要通過RD及由CS0---CS7譯碼生成總地址控制信號所控制。在設計接口板時要保證其數據線在空閑時為高阻狀態，否則必須加接隔離電路。沒有用到的數據線可懸空。
總線中的地址線，CPU板輸出，在CPU板上要通過244驅動后再與接口引腳相連，接口板上不用時要懸空。
片選信號線，CPU板輸出，接口板輸入，低電平有效，設計CPU板時，不用的引腳要懸空。而在設計接口板時，要通過8選1開關(跳線)來選擇；在分配地址空間時，每個片選信號的最小地址范圍應大于256個字節。
外部中斷請求信號，5V TTL電平，CPU板輸入，接口板輸出，低電平有效，在CPU板上，沒有用到的中斷線要優先使用低編號的中斷線填充，如果CPU是3V器件，必須通過244/245隔離。
需要指出的是，以上說明是解釋性的而不是限制性的，其目的是便于本領域普通技術人員理解本實用新型。因此，可以根據本實用新型的原理對具體內容進行適應性修改，例如上述的J1、J2、J3接插件以及PORTA、B、C的各引腳的定義可以根據實際需要改變或重新定義。
權利要求1.一種具有兼容接口的模板，在模板上固定有用于連接外部模板的接插件，其特征在于所述接插件是總線結構接插件。
2.根據權利要求1所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，總線結構接插件的數據線引腳具有備用數據線引腳。
3.根據權利要求2所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，所述備用數據線引腳為2n個，其中n為大于等于或大于3的整數。
4.根據權利要求1所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，所述的總線結構接插件具有互通的插接槽和插接頭，其中插接槽固定在模板一面，而插接頭固定在模板的另一面。
5.根據權利要求1所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，所述的總線結構接插件包括擴展地址、數據總線和控制總線的第一接插件，以及擴展外設信號的第二接插件。
6.根據權利要求5所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，所述的總線結構接插件還包括擴展第一接插件和第二接插件沒有擴展的剩余CPU信號的第三接插件。
7.根據權利要求5所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，所述的控制總線包括讀寫信號線和片選信號線。
8.根據權利要求5所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，剩余CPU信號包括AD輸入、液晶、串口和擴展子板間的通信信號。
9.根據權利要求6所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，在模板上的不同位置分別設置第一接插件、第二接插件和第三接插件。
10.根據權利要求5所述的具有兼容接口的模板，其特征在于，在模板上的不同位置分別設置第一接插件和第二接插件。
專利摘要本實用新型是一種具有兼容性總線接口的模板，在模板上固定有連接外部模板的接插件，其中該接插件為總線結構接插件，各模塊之間可互通互用。由于本實用新型的模板接插件被設計為總線結構接插件，從而能夠兼容各種微處理器、微控制器和數字信號處理器產品，使各種微處理器、微控制器和數字信號處理器板卡及外圍功能擴展子板能夠互相兼容、靈活進行配置互換；有利于功能擴展、節約成本、方便升級和教學演示及科研開發。
文檔編號H01R31/06GK2893964SQ20062011587
公開日2007年4月25日 申請日期2006年5月19日 優先權日2006年5月19日
發明者畢才術 申請人:畢才術