张玉佳
贵州航天风华精密设备有限公司
摘要：CBB(Common Building Blocks 共用基础模块)是指在不同产品、系统之间共用零部件、模块、技术和其他相关的设计成果，是构成系统的具有某种特定功能和接口结构的典型通用独立单元，是建立产品和技术共享平台的基础。本文通过对成熟度较高的产品配电组合、422通讯板进行模块划分及通用化、系列化技术规划分析，确定了本次CBB产品平台管理应用研究对象。
关键词：CBB；产品平台；模块划分；技术规划
1引言
随着产品种类、复杂度随之增长，设计开发的周期要求也越来越短，设计人员数量保持不变的情况下，存在着研发周期长，不能按时完成；新产品的质量需要很长的时间才能稳定下来；类似的技术问题或错误，在不同产品、不同项目、不同人员身上重复出现、反复解决，经验难以积累和传承。应对这些问题，最主要的策略就是加强产品和技术的共享共用。不同产品、系列之间存在很多可以共用的零部件、模块、技术等，如果产品研发中尽可能多地采用这些成熟技术的共用基础模块和技术，无疑对产品的质量、研发效率和成本会得到很好的控制和保证，产品开发技术风险也将大大降低，因此公司引入了基于CBB的产品平台管理模式，策划开展CBB产品平台管理应用研究。
依据CBB的指导思想，对现有成熟度较高的电子电气产品：配电组合和422通讯板进行技术规划。
2产品模块划分
2.1 配电组合
配电组合由外部电源提供380V的交流电压。提供5路电压输出，对三相交流电的A、B、C三项进行相序检查，并在面板上通过指示灯显示检查结果。配电组合主要由供电模块、相序检查模块组成，完成对测试设备上用电设备的电源供给。
2.1.1 供电模块
供电模块使用NB1-63系列小型断路器实现。NB1-63系列小型断路器为低压断路器，又称自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁使用的用电设备。为了满足各用电设备独立的电源供给，供电模块将外部电源通过断路器，分为多个电压输出给各个用电设备，电源的通断通过手动操作断路器的闸刀控制。
2.1.2 相序检查模块
相序检查模块，通过灯的亮度，可判断电源相序。电容端接A相，B相接“正确”指示灯，C相接“不正确”指示灯，当“正确”指示灯较亮时，相序正确。
2.2 RS-422通讯板
现有RS-422通讯板采用双端口串行控制器芯片（SC28L202），控制设备之间的串行通讯。RS-422通讯板主要分为电源模块、信号隔离模块、DUART模块、数据存储模块、通讯模块、CPU模块6个功能模块。
2.2.1 电源模块
由于RS-422通讯中板选用的中央处理芯片为TMS320F2812，该芯片是32位定点DSP控制器，工作电压3.3V和1.8V。为了保证DSP等集成芯片正常工作，采用TPS767D301PWP双路输出低压差电压调整器将5V转为3.3V和1.8V供DSP使用。
2.2.2 信号隔离模块
为使得到理想的信号，设计使用光耦HCPL-5231实现信号隔离。光耦是一种把发光元件和光敏元件封装在同一壳体内，中间通过电—光—电的转换来输出电信号的半导体光电子元器件。主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，抗干扰能力强，工作稳定、使用寿命长，传输速率高。
2.2.3 DUART模块
DUART模块，即双通用异步接收/发射机模块，采用PHILIPS公司的SC28L202A1DGG芯片，通过配置其内部寄存器来进行RS422发送、接收参数设定。在422总线通信板卡的开发过程中，FPGA配置SC28L202寄存器和读写其内部FIFO最为重要。
2.2.4 数据存储模块
存储模块采用ATMEL公司的AT45DB642D芯片，是一款2.7V，双接口顺序读写FLASH存储器，采用单电源2.7V～3.6V供电。其存储容量为64Mbit，即8M字节，其内部有两个1056字节SRAM(即缓存bufferlTHbuffer2)，并支持串行SPI和并口存储，支持SPI串行时钟最大66MHz，编程、和擦除不少于100000次。
2.2.5 通讯模块
通讯模块使用DS96F174ME/883驱动芯片，是高速四通道差分线路驱动器，符合EIA-485和EIA-422标准，三态输出，用于多点总线传输，共模输出电压范围为-7V至+12V，采用5V单电源供电，功耗低。
2.2.6 CPU模块
CPU模块由DSP、驱动芯片和晶振组成。DSP选用的是TI公司的TMS320F2812PGFA，它是32位定点DSP芯片，既有数字信号处理能力，又具有事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于有大批量数据处理的测控系统。采用ZA-14.7456作为晶振。
3 系列化、通用化技术规划
3.1 配电组合
3.1.1 配电组合系列化分析
配电组合完成的主要工作是对各用电设备进行独立的供电，可根据供给的输出路数进行系列化产品设计，通过增减断路器的数量即可实现。
3.1.2 配电组合通用化分析
配电组合中相序检查模块使用的是通用电路，供电模块只利用断路器实现多路电压输出，无论是三相负载还是单相负载均可使用，故符合通用化要求。
3.2 RS-422通讯模块
3.2.1 RS-422通讯板系列化分析
SC28L202的波特率设置非常方便，如果只需要配置通用的波特率，如2400bps、4800bps和9600bps等，那么直接配置RxCSR和TxCSR寄存器等，SC28L202提供了查表方式。如果要配置不常见甚至是任意的波特率，那么只配置RxCSR和TxCSR寄存器就不能实现了。必须配合配置其他寄存器，如PBRGP(可编程波特率寄存器)，具体又分为PBRGPU(up)和PBRGP(10w)两个16位寄存器共32位。配置方法根据公式：
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如公式(1)所示，clock input frequency是输入的晶振的频率，desire baud rate是希望得到的波特率，数字16的意义是接收串行数据时需要提供16倍接收频率以供采集，得出的n即为应向寄存器PBRGP写入的数值。
在实际应用中最常用的是标准波特率，而在一些特殊领域中如军工和航空航天工程，要求板卡能够多波特率可选择，并且在一定范围内任意可调。对于采用SC28L202的422板卡而言公式中的分母部分是无法改变的。要实现一些特殊的波特率的方法只有采用频率可变的时钟输入，即在板卡中采用多个晶振，并将它们引入到FPGA中，FPGA中用硬件语言做一个多路选择器，多路选择器的输出接入SC28L202的CLKIN。
故RS-422通讯板可通过晶振的不同，设计为多种波特率的系列产品。
3.2.2 RS-422通讯板通用化分析
RS-422通讯板的数据传输符合EIA-422标准，既满足RSRS-422通讯的通用化。
4 结束语
综上所述，配电组合和RS-422通讯板均符合系列化、通用化要求，可作为现阶段CBB产品平台管理应用研究对象。
参考文献：
[1] 基于成熟度的电子装备技术状态管理[J] 常明山 航天标准化2014(4).
[2] CBB平台的设计与实现[J] 于晓彬 现代电子技术2015(15).
[3] 浅析CBB模块化的设计与开发[J] 卜莉敏 建筑规划与设计2017