[发明专利]一种智能型信号转接系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种智能型信号转接系统，它与嵌入式系统开发技术、硬件系统检测技术以及软件测试技术有关，属于信号转接类装置技术领域。

背景技术：

随着科学技术的发展，自动测试设备(ATE)在军事、航空航天以及工业部门等运用越来越广泛，然而由于被测单元种类很多，往往一台自动测试设备要测试几百甚至几千种被测单元，这就出现了标准的ATE与被测单元之间适配、接线难的问题。

在智能型信号转接系统的研究方面，目前国内外尚属空白，市场无成型系统，而现有的相关产品，如开关矩阵板卡，最大规模为8×32，对于ATE系统测试点数多、接线复杂的情况，其点数远远无法满足要求，且大多为进口产品，价格贵，成本高，无法大面积推广使用。

发明内容：

1、目的：本发明的目的是提供一种智能型信号转接系统，它克服了现有技术的不足，具有转接信号数量规模大、简单实用、成本低、通用性强等特点，它将彻底解决自动测试设备与各种被测单元接线、测试难的问题，广泛应用于大规模自动测试系统中。该智能型信号转接系统的具体作用是实现自动测试设备与各种不同的被测目标机的信号转接。该智能型信号转接系统主要完成以下功能：

1)将自动测试设备子模块输出的信号转接至目标机要求的子模块的接口上；

2)将目标机子模块输出的信号转接至自动测试设备子模块的适当测量通道接口上；

3)系统提供必要的检测电路，整个系统启动测试前，对转接电路进行自检、状态显示等，确保信号转接关系准确无误后上电工作。

2、技术方案：

如图2所示，本发明一种智能型信号转接系统，它是由操作系统和嵌入式检测系统两大部分组成。

所述操作系统，是由操作面板构成，用户可根据信号转接关系及各种需要在操作面板上完成相应连线操作。

所述嵌入式检测系统，是由ARM+FPGA(ARM-Advanced RISC Machines，一类微处理器的通称；FPGA-Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)嵌入式系统构成，ARM作为CPU(中央处理器)，是系统的主控芯片，而FPGA有丰富的I/O(输入输出)资源，适于用作CPU的外围电路，两者之间通过SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线进行数据交互。

该ARM中央处理器，采用PHILIPS(飞利浦)公司的LPC2148(ARM芯片型号)，它是一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32位ARM7微控制器，带有32KB和512KB嵌入的高速FLASH(闪速)存储器，128位宽度的存储器接口和独特的加速结构，使32位代码能够在最大时钟速率下运行，并带有SPI总线；选用该处理器主要考虑其内部的资源丰富，无需扩展存储器和SPI总线，且性能优异，抗干扰能力强，价格低廉，具有极高的性价比.

该FPGA，采用Altera(阿尔特拉)公司的主流芯片Cyclone EP1C6Q240C8(FPGA芯片型号)；该FPGA内部有等效于10万门以上的逻辑资源，5980个逻辑单元，20个M4K块(256×18bit)，可用来生成片上存储器，如RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)、双口RAM以及FIFO(FirstInFirstOut，先进先出寄存器)等；内部集成了两个模拟锁相环，可用于对输入的时钟进行倍频和移相，最大可用I/O为185个。

以上两芯片均为低成本、低功耗芯片，不用考虑芯片的散热问题。

由于ARM与FPGA的相互通信直接影响着控制器的性能，所以其SPI总线通信的设计就成为一个非常关键的问题。

SPI是一种高速的、全双工、同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时在电路板的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，ARM和FPGA之间的通信集成了这种通信协议。SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)(从机选择线)、sck(串行时钟线)、sdi(主机输出从机输入线)、sdo(主机输入从机输出线)构成，其时序简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换。