[发明专利]一种智能型信号转接系统

摘要

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嵌入式系统构成，ARM作为CPU即中央处理器，是系统的主控芯片，而FPGA有丰富的I/O即输入输出资源，适于用作CPU的外围电路，两者之间通过SPI(Serial Peripheral Interface)总线进行数据交互。本发明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。在信号转接类装置技术领域里，它具有实用价值和广阔的应用前景。

主权项

一种智能型信号转接系统，其特征在于：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和FPGA嵌入式系统构成，ARM作为CPU即中央处理器，是系统的主控芯片，而FPGA有丰富的I/O即输入输出资源，适于用作CPU的外围电路，两者之间通过SPI总线进行数据交互；该ARM中央处理器，采用PHILIPS公司的LPC2148，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；SPI是一种高速的、全双工、同步的通信总线，它是一个环形总线结构，由从机选择线、串行时钟线、主机输出从机输入线和主机输入从机输出线构成，其时序简单，在串行时钟线即sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换；并且在芯片的管脚上只占用四根线，ARM和FPGA之间的通信集成了这种通信协议；ARM作为中央处理器，外接电源模块、程序加载模块，扩展RS-232串行接口，主控计算机测试软件通过串口与之连接，进行控制操作；ARM片内存储模块由SRAM和NOR型FLASH组成，SRAM作为ARM的内存，存放ARM在运行程序的动态数据，FLASH存储ARM程序及一些常量参数，掉电后内容不丢失，通过SPI总线ARM与FPGA进行数据通讯；该FPGA，采用Altera公司的主流芯片Cyclone EP1C6Q240C8；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块即256×18bit，用来生成片上存储器RAM、ROM、双口RAM以及FIFO；内部集成了两个模拟锁相环，用于对输入的时钟进行倍频和移相；FPGA视作ARM的一个高速外设，由多片EP1C6Q240C8构成，它包括数据输出和输入模块，测试软件发出启动信号，经过RS232串口输入ARM，ARM产生源数据，通过SPI总线发给FPGA，由输出模块的I/O口输出，源数据经驱动芯片驱动流经操作系统各连线通路，通过驱动芯片生成目标数据，FPGA输入模块通过扫描各驱动芯片输入，将目标数据读入，通过SPI总线输入ARM；ARM对目标数据进行处理、解析，判断操作系统的连线关系，通过串口，将生成的连线关系数据发送给测试软件，在主控计算机屏幕上显示检测结果；ARM微处理器的的编程调试接口采用符合IEEE1149.1-1990标准的JTAG调试接口；对于FPGA芯片的配置模式，是通过ARM的I/O管脚对FPGA进行配置，该系统采用AS模式即Active SerialConfiguration配置Cyclone系列的EPIC6Q240C8型FPGA。