[发明专利]一种基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统，其特征在于，包括机械手模拟器、PC机和测试机，所述机械手模拟器与PC机，所述PC机与测试机连接，所述机械手模拟器包括FPGA、RS232接口、GPIB接口、RAM、LED、按键和软核处理器，所述软核处理器包括CPU、SDRAM、PIO、UART和JTAG UART，所述软核处理器的固件实现RS232接口和GPIB接口的通讯、以及LED显示及按键接收。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统，其特征在于，所述软核处理器为NIOS嵌入式处理器，所述软核处理器利用FPGA的逻辑以及存储器构建机械手模拟器的嵌入式系统。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统，其特征在于，所述软核处理器的存储器分配包括复位向量Reset Vector指向FPGA的Flash，执行向量ExceptionVector指向机械手模拟器的RAM。

4.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统，其特征在于，所述PIO利用HDL进行交互，实现机械手模拟器的GPIB通讯、接收按键信息和输出LED信号。

5.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统，其特征在于，所述RS232接口的通讯通过调用软核处理器中UART模块的发送接收函数实现，所述GPIB接口的通讯通过PIO和三线挂钩流程实现。

6.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统，其特征在于，所述FPGA处理器的型号为EP4CE6E22C8N，所述RAM为64Mbit的SDRAM存储器。

7.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统，其特征在于，所述LED用于显示通讯模式和机械手的分箱状态，当固件经由通讯收到分箱信息后，经过软核处理器的PIO输出到软核外部，用HDL进行编码输出给外部的LED进行显示。

8.根据权利要求1所述的基于FPGA芯片的机械手模拟器测试系统，其特征在于，所述按键包括4个用于指示工位状态的拨码开关和一个具备复位功能和通讯模式选择的功能按钮，所述拨码开关开启时表示相应的工位已经准备好，所述功能按钮轻按一下为复位，长按为通信模式切换。

9.根据权利要求8所述的基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统，其特征在于，采用FPGA中的计数器对功能按钮的信号进行处理，当轻按时计数器计数不够，则直接发送复位信号给软核处理器进行复位操作，当长按时计数器记满，不发送复位信号，而是通过PIO发送模式切换信号给软核处理器，切换通讯模式。

10.一种如权利要求1-9所述的基于FPGA芯片的机械手模拟测试系统的测试方法，其特征在于，

1)首先PC机发送ENQ指令给机械手模拟器，该指令为询问，要求接收后发出响应来验证存在；

2)机械手模拟器收到后返回ACK应答指令，证明其存在；

3)PC机收到ACK之后发出开始测试指令；

4)机械手模拟器收到开始测试指令后向PC机发出ENQ询问，之后PC机回复ACK应答；

5)收到应答后机械手模拟器发出工位准备好指令，指示当前机械手模拟器有几个工位已经准备好测试；

6)PC机收到工位准备信息后，通知测试机开始在对应工位上进行测试；

7)测试结束后PC机发送询问，机械手模拟器应答后，PC机发送分箱信息，机械手进行对应的分箱操作，至此一次测试完毕。