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KR100605162B1 - PCI interface apparatus for driving window driver - Google Patents

PCI interface apparatus for driving window driver Download PDF

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Publication number
KR100605162B1
KR100605162B1 KR1020030077588A KR20030077588A KR100605162B1 KR 100605162 B1 KR100605162 B1 KR 100605162B1 KR 1020030077588 A KR1020030077588 A KR 1020030077588A KR 20030077588 A KR20030077588 A KR 20030077588A KR 100605162 B1 KR100605162 B1 KR 100605162B1
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KR
South Korea
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logic cell
cell device
pci
converter
signal
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Application number
KR1020030077588A
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Korean (ko)
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KR20050042928A (en
Inventor
이제희
강윤근
Original Assignee
학교법인 두원학원
주식회사 에이씨앤티시스템
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Publication date
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Abstract

본 발명은 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치에 관한 것으로, PCI버스와, 이 PCI버스에 장착하여 고속으로 데이터 통신이 가능한 인터페이스 장치에 있어서; 상기 PCI버스에 접속되는 로직 셀 디바이스와, 상기 로직 셀 디바이스와 PCI버스 사이에서 32비트의 PCI버스를 제어하여 인터페이스해주는 PCI 브릿지와, 상기 로직 셀 디바이스를 위한 구성 프로그램을 실행하는 메모리를 포함하고; 상기 로직 셀 디바이스는 로직 셀 디바이스에서 발생한 제어신호와 외부 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 100Khz의 샘플링으로 8채널의 아날로그 신호를 입력하는 A/D변환기와, 상기 로직 셀 디바이스에서 발생한 제어신호와 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 10μsec 고속의 샘플링으로 8채널의 아날로그 신호를 출력하는 D/A변환기와, 24비트의 동시 입출력이 가능한 디지털 입/출력부와, 3개의 채널을 가지고 16비트 카운팅 가능한 타이머/카운터의 로직을 설계하고; 디지털 입/출력신호와 타이머/카운터 신호를 직접 발생시키고, A/D 및 D/A의 제어신호를 발생하여 상기 A/D변환기 및 D/A변환기를 제어하여, PC의 ISA버스의 단점을 극복한 PCI버스에서 동작하는 데이터 획득 보드 구현으로 고속의 데이터 송수신이 가능하다.The present invention relates to a PCI interface device for driving a Windows driver, comprising: a PCI bus and an interface device mounted on the PCI bus and capable of high speed data communication; A logic cell device connected to the PCI bus, a PCI bridge for controlling and interfacing a 32-bit PCI bus between the logic cell device and the PCI bus, and a memory for executing a configuration program for the logic cell device; The logic cell device includes an A / D converter for converting a control signal and an external analog signal generated from the logic cell device into a digital signal to input an analog signal of 8 channels with a sampling rate of 100 kHz, and the control signal and data generated from the logic cell device. D / A converter that converts signals into analog signals and outputs 8 channels of analog signals at 10μsec high-speed sampling, digital input / output section capable of 24 bits of simultaneous input / output, and 16-bit counting timer with 3 channels Design the logic of the counter; Directly generate digital input / output signals and timer / counter signals, generate A / D and D / A control signals to control the A / D converter and D / A converter to overcome the shortcomings of the ISA bus of PC Data acquisition board that runs on one PCI bus enables high-speed data transmission and reception.

윈도우, 드라이버, PCI, 인터페이스 Windows, Driver, PCI, Interface

Description

윈도우 드라이버 구동용 피.씨.아이 인터페이스 장치{PCI interface apparatus for driving window driver} PC interface device for driving window driver

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치의 전체 시스템 블록도, 1 is an overall system block diagram of a PCI interface device for driving a window driver according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 PCI 브릿지 회로도, 2 is a PCI bridge circuit diagram of the present invention;

도 3은 본 발명의 FPGA 회로도, 3 is an FPGA circuit diagram of the present invention;

도 4는 본 발명의 FPGA 내부 블록선도를 나타낸 도면, 4 is a block diagram illustrating an FPGA internal block of the present invention;

도 5는 본 발명의 A/D변환기 회로도, 5 is an A / D converter circuit diagram of the present invention;

도 6은 본 발명의 D/A변환기 회로도, 6 is a circuit diagram of a D / A converter of the present invention;

도 7은 본 발명의 외부 접속핀(Pin connectors)을 나타낸 도면, 7 is a view showing an external connector (Pin connectors) of the present invention,

도 8은 도 3의 10번 핀인 디지털 입력신호 핀중 PAO에서 출력되는 신호를 오실로스코프로 측정한 파형도,FIG. 8 is a waveform diagram of a digital output signal pin, which is pin 10 of FIG. 3, measured with an oscilloscope;

도 9a 및 도 9b는 도 6의 DAOUT1핀에서 출력되는 아날로그 신호를 오실로스코프로 측정한 파형도,9A and 9B are waveform diagrams of an analog signal output from the DAOUT1 pin of FIG. 6 measured with an oscilloscope.

도 10a 내지 도 10c는 도 5의 ADIN1에 아날로그 신호를 주었을 경우 인터페이스된 신호를 모니터로 출력한 도면,10A to 10C are diagrams outputting an interfaced signal to a monitor when an analog signal is given to ADIN1 of FIG. 5;

도 11a 및 도 11b는 도 3의 137번 핀인 OUT0에서 출력한 카운터 값을 오실로 스코프로 측정한 파형도.11A and 11B are waveform diagrams of a counter value output from OUT0, pin 137 of FIG. 3, measured with an oscilloscope;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 로직 셀 디바이스 20 : PCI 브릿지10: logic cell device 20: PCI bridge

30 : 메모리 40 : PCI버스30: memory 40: PCI bus

11 : A/D변환기 13 : D/A변환기11: A / D Converter 13: D / A Converter

15 : 디지털 입/출력부 17 : 타이머/카운터15: digital input / output 17: timer / counter

본 발명은 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치에 관한 것으로, 특히 간단한 변환로직을 이용하여 PCI(Peripheral Component Interconnection) 버스에 인터페이스하는 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a PCI interface device for driving a Windows driver, and more particularly, to a PCI interface device for driving a Windows driver to interface to a Peripheral Component Interconnection (PCI) bus using a simple conversion logic.

"윈도우 드라이버 구동 PCI 인터페이스 카드”의 해결 과제 중 하나는 수요가 많이 늘고 있는 PC를 기반으로 하는 데이터 획득 보드 구현이다.One of the challenges of the "Windows Driver Driven PCI Interface Card" is the implementation of a data acquisition board based on the PC that is in high demand.

종래, 데이터 획득 보드는 ISA(Industry Standard Architecture)방식을 채택하고 있어 운영체제가 낮은 윈도우 95, 윈도우 98 버전에서만 사용이 가능하며, 데이터 처리속도가 8㎒라는 한계를 가지고 있어 고속의 데이터 전송이 요구되는 멀티미디어 시스템의 PC에서는 적합하지 못한 단점을 가지고 있었다.Conventionally, the data acquisition board adopts the ISA (Industry Standard Architecture) method, so it can be used only in the Windows 95 and Windows 98 versions with low operating systems, and has a limitation in that the data processing speed is 8 MHz. It had disadvantages that were unsuitable for the multimedia system PC.

또한, 통상 컴퓨터(PC) 메인 보드상에서 ISA 버스방식은 더 이상 지원되지 않는 실정이므로, 이러한 실정에 맞추어 최근 대부분의 PC기반 인터페이스 카드는 PCI(Parallel Component Interface)버스 형으로 대체되고 있다.In addition, since the ISA bus method is no longer supported on a PC main board, most PC-based interface cards have recently been replaced by a PCI (Parallel Component Interface) bus type.

현재 산업현장 장치의 대부분은 PLC(Programmable Logic Controller)에 의해 제어되고 있다. 하지만 요즘 작업자가 요구하고 있는 그래픽 사용자 환경(GUI: Graphic User Interface)을 구축하기 위해서는 PLC에 그래픽 모니터 기능을 추가하여야 하는데 이를 위해서는 많은 비용과 개발비용의 투자가 필요하다. 최근 이러한 GUI환경 구축에 많이 이용되는 것이 PC 기반에 의한 컨트롤러이다. PC의 윈도우 환경에서는 미려한 그래픽을 구현할 수 있으며 PC의 빠른 처리속도로 인해 예전에 실현 불가능했던 계산 처리가 가능해지고 있다. At present, most of the industrial field devices are controlled by a programmable logic controller (PLC). However, in order to build a Graphic User Interface (GUI), which is required by workers, a graphic monitor function must be added to the PLC, which requires a lot of investment in development cost. Recently, a PC-based controller is used in building such a GUI environment. In the Windows environment of the PC, beautiful graphics can be realized, and the fast processing speed of the PC enables calculation processing that was previously impossible to realize.

따라서, 본 발명은 PC의 ISA버스의 단점을 극복한 PCI 버스에서 동작하는 데이터 획득 보드를 구현하여 고속으로 데이터를 송수신하는 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a PCI driver for driving a Windows driver that transmits and receives data at high speed by implementing a data acquisition board operating on a PCI bus that overcomes the shortcomings of the ISA bus of a PC.

즉, 윈도우 환경에서 구동되는 PCI 인터페이스 장치(카드)를 제공하는데, 아래의 4가지 최종 목적을 가지고 있다. In other words, it provides a PCI interface device (card) that runs in a Windows environment.

(1) PCI버스 기반 다기능 데이터획득(Data Acquisition) 보드 개발 (1) Development of PCI Bus based Multi-Function Data Acquisition Board

디지털 입/출력 신호, 디지털/아날로그 변환장치, 아날로그/디지털 변환장치, 하드웨어 인터럽트 장치를 내장한다. Built-in digital input / output signal, digital / analog converter, analog / digital converter, and hardware interrupt device.

(2) ISA 버스 기반 제어 기기들의 운용을 PCI 버스로 대체효과 (2) Effects of replacing ISA bus-based control devices with PCI buses

ISA 버스는 점차 PC에서 채택되고 있지 않으며 기존의 ISA 버스 기반 데이터획득 카드의 최대속도는 8㎒, 16비트가 한계이다. 이에 반해 PCI는 33㎒의 32비트 의 데이터 처리속도를 가진다. The ISA bus is not gradually adopted in PCs, and the maximum speed of existing ISA bus-based data acquisition cards is limited to 8 MHz and 16 bits. In contrast, PCI has a 32-bit data rate of 33MHz.

(3) 윈도우 디바이스 드라이버 (Vxd, WDM) 개발 (3) Windows device driver (Vxd, WDM) development

윈도우 GUI 환경에서 응용프로그램의 이벤트 발생시간은 디바이스드라이버로 구성하지 않으면 최대 10㎳이기 때문에 외부의 신호에 대한 빠른 응답을 보여줄 수 없다. 디바이스드라이버로 설계된 데이터 획득 보드는 이벤트 처리 시간이 최대 2㎳가 되어 응답에 대해 빠르게 반응한다. In the Windows GUI environment, the event occurrence time of the application program is maximum 10㎳ unless configured as a device driver, so it cannot show a quick response to an external signal. Designed as device drivers, the data acquisition board responds quickly to responses with up to 2ms of event processing time.

(4) 인터페이스 환경을 GUI환경으로 설계하여 사용자들이 조작하기 편한 환경실현 (4) Realize user-friendly environment by designing interface environment as GUI environment

PC 기반 카드의 가장 큰 장점은 쉽게 GUI환경을 설계할 수 있다는 것이다. 시스템 사용자가 쉽게 데이터를 획득할 수 있게 GUI 환경을 실현한다.The biggest advantage of PC-based cards is that you can easily design GUI environment. A GUI environment is realized so that system users can easily acquire data.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치는, PCI버스와, 이 PCI버스에 장착하여 고속으로 데이터 통신이 가능한 인터페이스 장치에 있어서; 상기 PCI버스에 접속되는 로직 셀 디바이스와, 상기 로직 셀 디바이스와 PCI버스 사이에서 32비트의 PCI버스를 제어하여 인터페이스해주는 PCI 브릿지와, 상기 로직 셀 디바이스를 위한 구성 프로그램을 실행하는 메모리를 포함하고; 상기 로직 셀 디바이스는 로직 셀 디바이스에서 발생한 제어신호와 외부 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 100Khz의 샘플링으로 8채널의 아날로그 신호를 입력하는 A/D변환기와, 상기 로직 셀 디바이스에서 발생한 제어신호와 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 10μsec 고속의 샘플링으로 8채널의 아날로그 신호를 출력하는 D/A변환기와, 24비트의 동시 입출력이 가능한 디지털 입/출력부와, 3개의 채널을 가지고 16비트 카운팅 가능한 타이머/카운터의 로직을 설계하고; 디지털 입/출력신호와 타이머/카운터 신호를 직접 발생시키고, A/D 및 D/A의 제어신호를 발생하여 상기 A/D변환기 및 D/A변환기를 제어하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a PCI driver for driving a Windows interface according to the present invention, which includes: a PCI bus and an interface device mounted on the PCI bus and capable of high speed data communication; A logic cell device connected to the PCI bus, a PCI bridge for controlling and interfacing a 32-bit PCI bus between the logic cell device and the PCI bus, and a memory for executing a configuration program for the logic cell device; The logic cell device includes an A / D converter for converting a control signal and an external analog signal generated from the logic cell device into a digital signal to input an analog signal of 8 channels with a sampling rate of 100 kHz, and the control signal and data generated from the logic cell device. D / A converter that converts signals into analog signals and outputs 8 channels of analog signals at 10μsec high-speed sampling, digital input / output section capable of 24 bits of simultaneous input / output, and 16-bit counting timer with 3 channels Design the logic of the counter; A digital input / output signal and a timer / counter signal are generated directly, and A / D and D / A control signals are generated to control the A / D converter and the D / A converter.

상기 로직 셀 디바이스는 고속의 FPGA이고, 상기 메모리는 514Kbyte의 SRAM인 것을 특징으로 한다.The logic cell device is a high speed FPGA, and the memory is 514 Kbytes of SRAM.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치의 전체 시스템 블록도이고, 도 2는 본 발명의 PCI 브릿지 회로도이며, 도 3은 본 발명의 FPGA 회로도이다.1 is an overall system block diagram of a PCI interface device for driving a window driver according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a PCI bridge circuit diagram of the present invention, Figure 3 is an FPGA circuit diagram of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치는, PC의 PCI버스에 장착하여 높은 속도로 데이터 통신이 가능한 데이터 획득(Data Acquisition)보드로서, 로직 셀 디바이스(10)와, PCI 브릿지(20) 및 프로그램식 메모리(30)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the PCI interface device for driving a window driver of the present invention is a data acquisition board mounted on a PCI bus of a PC and capable of data communication at high speed, and includes a logic cell device 10. And a PCI bridge 20 and a programmable memory 30.

상기 로직 셀 디바이스(10)는 고속의 FPGA(Field Programmable Gate Array: XILINX SPARTANⅡ) 디바이스로서, 내부적으로 디지털입출력(15)과 타이머/카운터(17) 모듈을 구비하고, 또 아날로그/디지털변환기(11;ADC)와 디지털/아날로그변환기(13;DAC)를 구비하며, 디지털 입/출력신호와 타이머/카운터 신호를 직접 발생시키며 D/A, A/D의 제어신호를 발생하여 A/D변환기(11;ADC)와 D/A변환기(13;DAC)를 제어한다.The logic cell device 10 is a high-speed Field Programmable Gate Array (FPGA) device, which internally includes a digital input / output 15 and a timer / counter 17 module, and an analog / digital converter 11; An analog-to-digital converter (ADC) and a digital-to-analog converter 13 (DAC), directly generating digital input / output signals and timer / counter signals, and generating control signals of D / A and A / D to convert the A / D converter 11; ADC) and D / A converter 13 (DAC).

상기 PCI 브릿지(20;PCI slave Bridge)는 상기 로직 셀 디바이스(10)와 PC 보드상의 PCI버스(40;32비트) 사이에 놓여 데이터 입출력이 가능하도록 인터페이스를 효율적으로 해주는 칩셋(PCI 9050:PLX)으로서, 플러그 앤 플래이 기능(Plug and Play)을 가지며, 최대 처리속도는 33㎒이다.The PCI bridge 20 is a chipset (PCI 9050: PLX) that efficiently interfaces with the logic cell device 10 and the PCI bus (40; 32 bits) on the PC board to enable data input and output. With plug and play, the maximum throughput is 33MHz.

상기 메모리(30)는 PCI 브릿지(20)를 위한 구성 프로그램을 실행하는데 사용하는 SRAM으로서, 총 용량은 514Kbyte가 사용 가능하며 전원이 인가되면 자동적으로 PCI 브릿지(20)로 설계된 구성 프로그램의 데이터 비트가 직렬로 전송된다.The memory 30 is an SRAM used to execute a configuration program for the PCI bridge 20. A total capacity of 514 Kbytes is available, and data bits of the configuration program designed as the PCI bridge 20 are automatically supplied when power is supplied. It is sent serially.

상기 PCI버스(40)는 PC보드상에서 데이터를 PCI방식으로 입출력하는 통로이다.The PCI bus 40 is a passage for inputting and outputting data in a PCI manner on a PC board.

상기 로직 셀 디바이스(10)와 PCI버스(40) 사이의 인터페이스는 PCI 브릿지(20)를 통해 어드레스와 데이터의 전송을 위해 공통적으로 사용되는 어드레스/데이터버스(AD)와 PCI버스(40) 제어신호들에 의해 이루어진다.The interface between the logic cell device 10 and the PCI bus 40 is an address / data bus (AD) and PCI bus 40 control signal commonly used for the transfer of address and data through the PCI bridge 20. Made by them.

CLK신호는 클럭으로 PCI버스(40) 상에 있는 모든 디바이스에 입력되어 데이터 전송을 위한 타이밍을 제공한다.The CLK signal is input to all devices on the PCI bus 40 as a clock to provide timing for data transfer.

RST는 리셋(RESET)신호로서 이 신호가 발생되면 모든 PCI신호는 높은 임피던스 상태로 된다.RST is a reset signal. When this signal is generated, all PCI signals are in a high impedance state.

FRAME신호는 버스 송수신의 시작과 끝을 제어하는 신호이고, C/BE는 버스 명령과 바이트 인에이블 신호로서 데이터 송수신의 형태를 결정한다.The FRAME signal controls the start and end of bus transmission and reception. C / BE is a bus command and byte enable signal and determines the type of data transmission and reception.

IDSEL신호는 초기 디바이스 선택신호로 동작하며, DEVSEL신호는 현재 동작하 고 있는 디바이스 선택신호로서 동작한다. IRDY와 TRDY신호는 마스터((Master)와 슬레이브(Slave)의 준비 상태를 나타내는 신호이고, PAR신호는 패리티 검사 상태를 나타내는 신호이다.The IDSEL signal acts as the initial device selection signal, and the DEVSEL signal acts as the current device selection signal. The IRDY and TRDY signals are signals indicating the ready state of the master and the slave, and the PAR signal is a signal indicating the parity check state.

도 4는 본 발명의 FPGA 내부 블록선도를 도시한 도면으로서, 도 4를 참조하면 왼쪽의 제어 신호군에 의해 3개의 타이머/카운터 출력과 24개의 디지털 입/출력이 오른쪽 신호군에 위치하고 있는 것을 알 수 있다. FIG. 4 is a block diagram of an FPGA according to the present invention. Referring to FIG. 4, it is understood that three timer / counter outputs and 24 digital inputs / outputs are located in the right signal group by the control signal group on the left side. Can be.

도 5는 본 발명의 A/D변환기 회로도로서, 도 5를 참조하면 상기 A/D변환기(11)는 아날로그 입력에 대한 변환 최대 샘플링 시간은 100 ㎑이고 양/음 전압 10볼트의 입력 사양을 가지며, 분해능(아날로그 데이터 값을 최소한의 디지털 값으로 변환할 수 있는 능력)은 16비트인 AD7805로서, 상기 로직 셀 디바이스(10)에서 발생한 제어신호와 외부 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 외부의 멀티플렉서를 통해 8채널의 아날로그 신호를 입력할 수 있다.5 is an A / D converter circuit diagram of the present invention. Referring to FIG. 5, the A / D converter 11 has a conversion maximum sampling time for an analog input of 100 s and an input specification of 10 volts of positive / negative voltage. The resolution (the ability to convert analog data values to minimal digital values) is a 16-bit AD7805, which converts the control and external analog signals generated by the logic cell device 10 into digital signals and an external multiplexer. 8 channels of analog signals can be input.

도 6은 본 발명의 D/A변환기 회로도로서, 도 6을 참조하면 상기 D/A변환기(13)는 두 개의 래치를 가지며 빠른 변환에 의한 고속 아날로그 출력, 16 비트의 분해능, 양/음 전압 10 볼트 출력, 및 10 ㎲ 샘플링 시간을 가지는 DAC712U로서, 상기 로직 셀 디바이스(10)에서 발생한 제어신호와 데이터신호를 아날로그 신호로 변환시켜 외부의 멀티플렉서를 통해 8채널의 아날로그 신호를 출력할 수 있다.FIG. 6 is a circuit diagram of a D / A converter of the present invention. Referring to FIG. 6, the D / A converter 13 has two latches, and a high-speed analog output by fast conversion, a resolution of 16 bits, and a positive / negative voltage 10 A DAC712U having a volt output and a 10 kHz sampling time, the control signal and the data signal generated by the logic cell device 10 can be converted into an analog signal to output 8 channels of analog signals through an external multiplexer.

상기 디지털 입/출력부(15)는 모두 24개(24bit)의 동시 입출력 가능, 전압은 5V TTL 레벨인 Digital I/O이고, 타이머/카운터(17)는 3개의 채널을 가지고 16 비 트( 216 - 1까지) 카운팅 가능한 Timer & Counter이다.The digital input / output unit 15 is all 24 (24bit) simultaneous input and output, the voltage is a digital I / O of 5V TTL level, the timer / counter 17 has three channels 16 bits (2 16 - 1 to) the counting available Timer & Counter.

도 7은 본 발명의 외부 접속핀(Pin connectors)을 나타낸 도면으로, 도 7a는 24비트 디지털 입/출력을 외부와 연결시킬 수 있는 커넥터(connector)의 30핀 배치도이고, 도 7b는 D/A변환기(13), A/D변환기(11), 타이머/카운터(17) 출력을 외부와 연결시킬 수 있는 커넥터의 40핀 배치도이며, 도 7c는 도 7a와 도 7b의 신호들을 한꺼번에 외부와 연결시킬 수 있는 50핀 D-sub 핀 배치도이다.FIG. 7 is a diagram illustrating an external pin connector of the present invention. FIG. 7A is a 30-pin layout view of a connector capable of connecting a 24-bit digital input / output with an external device. FIG. 7B is a D / A diagram. 40 pin layout of the connector for connecting the output of the converter 13, the A / D converter 11, the timer / counter 17 to the outside, and FIG. 7C shows the signals of FIGS. 7A and 7B at the same time. A 50-pin D-sub pin layout is shown.

이외에, 아날로그 및 디지털 트리거링, 소형크기(Compact size, Half-size PCB), 사용전원(코어쪽: 2.5 볼트, 입출력쪽 : 5 볼트, 아날로그 기준전압 : 12볼트), 설치 동작시스템(OS: 윈도우 98, 2000, ME, XP), 동작 응용 프로그램(비주얼베이직, 비주얼C) 등이 있다.In addition, analog and digital triggering, compact size (Compact size, half-size PCB), power supply (core: 2.5 volts, input / output: 5 volts, analog voltage: 12 volts), installation operating system (OS: Windows 98) , 2000, ME, XP), and operating applications (Visual Basic, Visual C).

이하, 상기와 같이 구성된 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치의 작용효과를 설명한다.Hereinafter, operation effects of the PCI driver for driving a Windows driver configured as described above will be described.

먼저, 로직 셀 디바이스(10)는 PCI 브릿지(20)를 통해 PCI버스(40)로부터 제공되는 제어신호들 중 하나의 PCI버스(40) 인에이블 신호에 응답하여 입출력읽기(RD), 입출력쓰기(WR), 메모리읽기, 메모리쓰기 신호를 발생하여 PCI버스(40)의 어드레스/데이터버스(AD)를 통하여 제공되는 어드레스 또는 데이터신호를 받아들여 동작한다.First, the logic cell device 10 reads an input / output read (RD) and an input / output write (RD) in response to the PCI bus 40 enable signal of one of control signals provided from the PCI bus 40 through the PCI bridge 20. WR), a memory read signal, and a memory write signal are generated to operate by receiving an address or data signal provided through the address / data bus AD of the PCI bus 40.

상기 PCI 인터페이스 카드는 외부에서 들어오는 디지털 입력 및 아날로그 입력의 측정, 외부 인터럽트 신호 PC에 전송, 내부 타이머, 카운터 동작 등의 기능을 가지며, 아날로그 입력은 100㎑의 샘플링으로 바이폴라 10볼트의 16비트 분해능을 가진다. 아날로그 출력은 10㎲ 고속의 샘플링에 16비트 분해능에 바이폴라 10볼트 전압을 출력한다. 아날로그 입력 및 출력 채널은 아날로그 멀티플렉스(Multiplex)를 이용하여 8채널로 구성되어 있다. 24 라인의 디지털 입력 및 출력은 TTL 계열의 IC들과 호환된다. 내장되어있는 16비트 타이머/카운터는 3개로 자체 클럭 2.45㎒를 분주하여 사용 가능하다. 클럭주파수는 사용자가 임의로 주파수 변경할 수 있다. 514K바이트의 RAM을 보드내에 제공하여 처리용량이 많은 응용프로그램 실행할 때 FIFO 메모리로 활용하여 처리 속도를 높일 수 있게 하였다. 외부 장치와의 연결을 위한 커넥터는 두 종류로 장착되어 50핀 SCSI형 커넥터와 30 그리고 40 핀 플랫 케이블 커넥터(기본제공)이다. 두 개의 커넥터 중 하나만 연결하면 입, 출력 신호는 모두 사용 가능하다. The PCI interface card has the functions of measuring digital input and analog input from outside, transmitting to external interrupt signal PC, internal timer, counter operation, etc., and analog input has 16-bit resolution of bipolar 10 volt with 100 샘플링 sampling. Have The analog output outputs a bipolar 10 volt voltage at 16 bits of resolution for 10ms high-speed sampling. The analog input and output channels consist of eight channels using an analog multiplex. The 24 lines of digital inputs and outputs are compatible with TTL series ICs. Three built-in 16-bit timers / counters can be used by dividing their clock 2.45MHz. The clock frequency can be arbitrarily changed by the user. By providing 514K bytes of RAM in the board, it can be used as FIFO memory to increase the processing speed when executing a large amount of applications. There are two types of connectors for connecting external devices: 50-pin SCSI connectors and 30- and 40-pin flat cable connectors (supplied). When only one of the two connectors is connected, both input and output signals are available.

도 8은 도 3의 10번 핀인 디지털 입력신호 핀중 PAO에서 출력되는 신호를 오실로스코프로 측정한 파형도이다.FIG. 8 is a waveform diagram of a digital output signal pin, which is pin 10 of FIG. 3, measured by an oscilloscope.

도 8을 참조하면, 디지털 입출력 신호, 24개의 신호 파형 중 두 개의 파형의 출력을 나타낸 것이다. 채널 1의 파형은 포트PA0이며 디지털 값 “1”을 준 형태이고, 채널2는 포트PA1이며 디지털 값 “0”을 인가한 상태일 때를 나타낸다. 채널1은 5[V], 채널2는 0[V]출력을 각각 보여준다. Referring to FIG. 8, the output of two waveforms among 24 signal waveforms and a digital input / output signal is shown. The waveform of channel 1 is port PA0 with digital value "1", and channel 2 is port PA1 with digital value "0". Channel 1 shows 5 [V] and channel 2 shows 0 [V].

도 9a와 도 9b는 도 6의 DAOUT1핀에서 출력되는 아날로그 신호를 오실로스코프로 측정한 파형도이다.9A and 9B are waveform diagrams measuring an analog signal output from the DAOUT1 pin of FIG. 6 with an oscilloscope.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, D/A변환기(13) 변환 결과 파형을 나타낸 것으 로, 구체적으로 도 9a는 디지털 값으로 가장 큰 값인 7FFFH를 프로그램에 주었을 경우 출력되는 아날로그 값으로 +10[V]가 출력됨을 알 수 있다. 도 9b는 아날로그 출력 5[V]를 얻기 위해 프로그램에 4000H를 주어진 경우 출력파형이다. 9A and 9B, the D / A converter 13 shows the waveform of the result of the conversion. Specifically, FIG. 9A is an analog value outputted when the 7FFFH, the largest value of the digital value, is given to the program. ] Is displayed. 9B is an output waveform when 4000H is given to the program to obtain analog output 5 [V].

도 10a 내지 도 10c는 도 5의 ADIN1에 아날로그 신호를 주었을 경우 인터페이스된 신호를 모니터로 출력한 도면이다.10A to 10C are diagrams outputting an interfaced signal to a monitor when an analog signal is applied to ADIN1 of FIG. 5.

도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 외부에서 주어진 전압인 아날로그 신호를 A/D변환기를 통해 프로그램에 나타낸 것으로, 구체적으로 도 10a는 외부에서 10[V]전압을 가했을 경우 오차없이 정확히 7FFFH값을 나타냄을 보여준다. 도 10b는 약 5[V]전압을 인가한 경우이며, 도 10c는 0[V]를 입력시켰을 경우의 값을 나타낸다. 전압이 0[V]이지만 30H정도의 값을 가진 이유는 노이즈와 보상케이블을 사용하지 않은 원인으로 보인다. Referring to FIGS. 10A to 10C, an analog signal having an externally given voltage is illustrated in a program through an A / D converter. Specifically, FIG. 10A shows a 7FFFH value without error when an external 10 [V] voltage is applied. Shows. FIG. 10B shows a case where a voltage of about 5 [V] is applied, and FIG. 10C shows a value when 0 [V] is input. The reason why the voltage is 0 [V] but the value of 30H seems to be the reason that the noise and compensation cable are not used.

도 11a와 도 11b는 도 3의 137핀인 OUT0에서 출력한 카운터 값을 오실로스코프로 측정한 파형도이다.11A and 11B are waveform diagrams of a counter value output from OUT0, which is the 137 pin of FIG. 3, measured with an oscilloscope.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 보드내에 있는 타이머(17)에 대한 결과 파형을 나타낸 것으로, 보드내에서 발생하고 있는 약 2.4㎒의 파형을 타이머0이 카운터하여 신호를 내보내주고 이 출력 파형을 다시 타이머2가 카운터한다. 도 11a의 채널1은 타이머0의 출력이며 채널2는 타이머2의 출력을 나타낸다. 사진에서 보는바와 같이 사용자의 입력에 의해 도 11a는 2분주, 도 11b는 4분주한 파형이다. Referring to Figs. 11A and 11B, the result waveforms for the timer 17 in the board are shown. Timer 0 counters the waveform of approximately 2.4 MHz occurring in the board and outputs the signal. Timer 2 counters. Channel 1 of FIG. 11A represents the output of timer 0 and channel 2 represents the output of timer 2. FIG. As shown in the photograph, waveforms of FIG. 11A are divided into two and FIG. 11B are divided into four according to a user's input.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터 페이스 장치에 의하면, PC의 ISA버스의 단점을 극복한 PCI 버스에서 동작하는 데이터 획득 보드를 구현하여 고속으로 데이터를 송수신함으로서 PLC 네트워크 장치의 GUI 환경 구현에 따른 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 추후에 네트워크 모듈과 같이 연결되어 GUI환경 PLC 시스템으로 확대될 것이다. As described above, according to the PCI interface device for driving a window driver according to the present invention, a PLC network by transmitting and receiving data at high speed by implementing a data acquisition board operating on a PCI bus that overcomes the disadvantages of the ISA bus of a PC It is proposed to solve the problems caused by the implementation of the GUI environment of the device and will be extended to the GUI environment PLC system after being connected with the network module.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.What has been described above is just one embodiment for implementing the PCI interface device for driving a Windows driver according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, it is usually within the technical spirit of the present invention Of course, various modifications are possible by those who have the knowledge of.

Claims (3)

PCI버스와, 이 PCI버스에 장착하여 고속으로 데이터 통신이 가능한 인터페이스 장치에 있어서;A PCI bus and an interface device mounted on the PCI bus and capable of high speed data communication; 상기 PCI버스에 접속되는 로직 셀 디바이스와, A logic cell device connected to the PCI bus, 상기 로직 셀 디바이스와 PCI버스 사이에서 32비트의 PCI버스를 제어하여 인터페이스해주는 PCI 브릿지와, A PCI bridge that controls and interfaces a 32-bit PCI bus between the logic cell device and the PCI bus; 상기 로직 셀 디바이스를 위한 구성 프로그램을 실행하는 메모리를 포함하고;A memory for executing a configuration program for the logic cell device; 상기 로직 셀 디바이스는 로직 셀 디바이스에서 발생한 제어신호와 외부 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 100Khz의 샘플링으로 8채널의 아날로그 신호를 입력하는 A/D변환기와, 상기 로직 셀 디바이스에서 발생한 제어신호와 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 10μsec 고속의 샘플링으로 8채널의 아날로그 신호를 출력하는 D/A변환기와, 24비트의 동시 입출력이 가능한 디지털 입/출력부와, 3개의 채널을 가지고 16비트 카운팅 가능한 타이머/카운터를 구비하고; 디지털 입/출력신호와 타이머/카운터 신호를 발생시키고, A/D 및 D/A의 제어신호를 발생하여 상기 A/D변환기 및 D/A변환기를 제어하는 것을 특징으로 하는 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치.The logic cell device includes an A / D converter for converting a control signal and an external analog signal generated from the logic cell device into a digital signal to input an analog signal of 8 channels with a sampling rate of 100 kHz, and the control signal and data generated from the logic cell device. D / A converter that converts signals into analog signals and outputs 8 channels of analog signals at 10μsec high-speed sampling, digital input / output section capable of 24 bits of simultaneous input / output, and 16-bit counting timer with 3 channels With a counter; A PCI interface for driving a Windows driver, which generates a digital input / output signal and a timer / counter signal, and generates control signals of A / D and D / A to control the A / D converter and the D / A converter. Device. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 로직 셀 디바이스는 고속의 FPGA인 것을 특징으로 하는 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치. And said logic cell device is a high speed FPGA. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 메모리는 514Kbyte의 SRAM인 것을 특징으로 하는 윈도우 드라이버 구동용 PCI 인터페이스 장치. And the memory is a 514 Kbyte SRAM.
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