CN103792940B - 动车组多通道调试系统及调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动车组多通道调试系统，其特征在于：该调试系统包括相互连接的FPGA控制器和高速模拟量转换电路；所述的高速模拟量转换电路包括相互连接的转换电路和调理电路，所述的转换电路和调理电路均有多路，多路转换电路均与FPGA控制器相连，每路转换电路均连接有一路调理电路。该系统集成在电子设备内部，可以同时输出多路16位高精度模拟量信号，实现对多路信号的调试。本发明还涉及应用该动车组多通道调试系统的进行系统调试的调试方法，调试过程不需要在现场安装信号发生器，降低了车载设备现场调试的难度。
Description
技术领域
本发明属于铁路车载电子设备技术领域，具体的说，涉及一种可以对动车组电子设备模拟量进行动态调试和检测的多通道调试系统。
背景技术
铁路电子机箱设备内部通常有复杂的内部数据，特别是在实时控制领域，往往需要对内部的模拟量计算值或者检测值进行快速的检测，以验证模拟量计算值或检测值的正确性。依靠仿真器对板卡处理器内部变量的运行情况进行检测，可以实现一些内部变量的调试，但是这种方法在现场调试中的应用比较局限。一方面仿真器只能针对处理器内部变量，当实时控制的实时性和快速性要求很高的情况下，仿真器的检测速度将无法达到调试的需求，特别是调试变量较多的情况下，使用仿真器对内部变量的检测将具有较大的时滞性。另一方面很多机箱应用场合，由于板卡都是集成到机箱里的，使用仿真器连接会很不方便，有很多情况甚至根本无法连接。
同时，车载电子设备在实际调试中往往需要调试信号的输入。这种输入信号主要通过信号发生器提供；然而，信号发生器需要交流市电才可工作，在现场调试中使用信号发生器十分不便。而使用动车组多通道调试系统可以有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设置于铁路车辆机箱内部，可对铁路电子设备模拟量进行多通道调试的调试系统及利用该系统进行调试的调试方法。
本发明的技术方案是：一种动车组多通道调试系统，该调试系统包括相互连接的FPGA控制器和高速模拟量转换电路；高速模拟量转换电路包括相互连接的转换电路和调理电路，转换电路将数字信号转换成模拟信号，调理电路将转换电路输出的模拟信号转换成具有较强驱动能力的模拟信号，转换电路和调理电路均有多路，多路转换电路均与FPGA控制器相连，每路转换电路均连接有一路调理电路。
优选的是：该调试系统还包括电源管理电路，电源管理电路与高速模拟量转换电路、FPGA控制器相连，为系统供电。
优选的是：该调试系统还包括参考电源电路，参考电源电路与高速模拟量转换电路的各转换电路相连，为各转换电路提供参考电压。
优选的是：FPGA控制器包括通讯单元、时钟管理单元、逻辑处理单元、内存管理单元和转换驱动电路，通讯单元、时钟管理单元与逻辑处理单元相连，逻辑处理单元分别与内存管理单元和转换驱动电路相连；内存管理单元与转换驱动电路相连；通讯单元包括PCI总线通讯单元和高速并行总线通讯单元，PCI总线通讯单元和高速并行总线通讯单元分别与逻辑处理单元相连；转换驱动电路有多路，每路转换驱动电路连接一路转换电路。
优选的是：转换电路、调理电路和转换驱动电路均有32路。
动车组多通道调试系统的调试方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将多个待调试板卡经PCI总线或高速并行总线依次连接到动车组多通道调试系统板卡，每个待调试板卡均将其需要调试的多路待调试数据实时传送到多通道调试系统的内存管理单元，内存管理单元依次为多路待调试数据分配存储空间；
（2）将上位机经PCI总线连接到多通道调试系统板卡，上位机软件通过PCI总线将控制信息传输给多通道调试系统板卡FPGA控制器的逻辑处理单元，以实现对多通道调试系统的配置；
（3）上位机给定控制信号，并将控制信号经PCI总线传递到逻辑处理单元，控制信号包括待调试板卡的信息（即需要输出哪个待调试板卡的调试数据）、待调试板卡的待调试数据信息（即需要输出待调试板卡的哪路待调试数据信息），逻辑单元将上位机信息解析为调试板卡和待调试数据对应的内存管理单元上的位置信息，将信息传送到FPGA控制器的内存管理单元，逻辑处理单元还将输出通道信息传送到FPGA控制器的转换电路驱动单元，控制对应待调试板卡的待调试数据经相应路的转换驱动电路输出。
优选的是：通过FPGA控制器将多通道调试系统的刷新频率设定为500KHz。
本发明的有益效果是：
（1）动车组多通道调试系统和经系统PCI总线与待调试板卡相连，经FPGA控制器采集待调试信息，可根据系统配置快速输出相应的模拟量信号。此系统可以同时输出32路16位高精度模拟量信号，每一路信号的输出刷新频率为500KHz。每一路输出的内容通过高速并口和PCI总线获得，输出通道多，各通道刷新频率高，且不会因输出通道的增加而降低输出频率。
（2）该系统集成在电子设备内部，调试过程不需要在现场安装信号发生器，降低了车载设备现场调试的难度。
（3）该系统与上位机相连，系统可通过上位机设置输出正弦、矩形波、三角波、锯齿波等测试信号，可以通过PCI总线进行配置各种信号的频率、幅值、占空比、斜率等参数。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图。
附图2为FPGA控制器结构示意图。
附图3为本发明的调试系统信号流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的说明。
动车组多通道调试系统，包括相互连接的FPGA控制器和高速模拟量转换电路；高速模拟量转换电路包括相互连接的转换电路和调理电路，转换电路将数字信号转换成模拟信号，调理电路将转换电路输出的模拟信号转换成具有较强驱动能力的模拟信号，转换电路和调理电路均有多路，多路转换电路均与FPGA控制器相连，每路转换电路均连接有一路调理电路。转换电路和调理电路均有32路。
高速模拟量转换电路还连接有电源管理电路和参考电源电路，电源管理电路还与FPGA控制器相连，参考电源电路与高速模拟量转换电路的各转换电路相连，为各转换电路提供参考电压，电源管理电路根据参考电压为系统板卡供电。
该调试系统的FPGA控制器包括通讯单元、时钟管理单元、逻辑处理单元、内存管理单元和转换驱动电路，通讯单元、时钟管理单元与逻辑处理单元相连，逻辑处理单元分别与内存管理单元和转换驱动电路相连；内存管理单元与转换驱动电路相连；通讯单元包括PCI总线通讯单元和高速并行总线通讯单元，PCI总线通讯单元和高速并行总线通讯单元分别与逻辑处理单元相连；转换驱动电路有多路，每路转换驱动电路连接一路转换电路。转换驱动电路有32路。通过FPGA控制器可以设定多通道调试系统的刷新频率。
动车组多通道调试系统的调试方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将多个待调试板卡经PCI总线或高速并行总线依次连接到动车组多通道调试系统板卡，每个待调试板卡均将其需要调试的多路待调试数据实时传送到多通道调试系统的内存管理单元，内存管理单元依次为多路待调试数据分配存储空间；
（2）将上位机经PCI总线连接到多通道调试系统板卡，上位机软件通过PCI总线将控制信息传输给多通道调试系统板卡FPGA控制器的逻辑处理单元，以实现对多通道调试系统的配置；
（3）上位机给定控制信号，并将控制信号经PCI总线传递到逻辑处理单元，控制信号包括待调试板卡的信息（即需要输出哪个待调试板卡的调试数据）、待调试板卡的待调试数据信息（即需要输出待调试板卡的哪路待调试数据信息），逻辑单元将上位机信息解析为调试板卡和待调试数据对应的内存管理单元上的位置信息，将信息传送到FPGA控制器的内存管理单元，逻辑处理单元还将输出通道信息传送到FPGA控制器的转换电路驱动单元，控制对应待调试板卡的待调试数据经相应路的转换驱动电路输出。
Claims (5)
1.一种动车组多通道调试系统，其特征在于：该调试系统包括相互连接的FPGA控制器和高速模拟量转换电路；所述的高速模拟量转换电路包括相互连接的转换电路和调理电路，所述的转换电路和调理电路均有多路，多路转换电路均与FPGA控制器相连，每路转换电路均连接有一路调理电路；所述的FPGA控制器包括通讯单元、时钟管理单元、逻辑处理单元、内存管理单元和转换驱动电路，通讯单元、时钟管理单元与逻辑处理单元相连，逻辑处理单元分别与内存管理单元和转换驱动电路相连；内存管理单元与转换驱动电路相连；所述的通讯单元包括PCI总线通讯单元和高速并行总线通讯单元，PCI总线通讯单元和高速并行总线通讯单元分别与逻辑处理单元相连；所述的转换驱动电路有多路，每路转换驱动电路连接一路转换电路。
2.如权利要求1所述的动车组多通道调试系统，其特征在于：该调试系统还包括电源管理电路，电源管理电路与高速模拟量转换电路、FPGA控制器相连，为系统供电。
3.如如权利要求1所述的动车组多通道调试系统，其特征在于：该调试系统还包括参考电源电路，参考电源电路与高速模拟量转换电路的各转换电路相连，为各转换电路提供参考电压。
4.如权利要求1所述的动车组多通道调试系统，其特征在于：所述的转换电路、调理电路和转换驱动电路均有32路。
5.如权利要求1所述的动车组多通道调试系统的调试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将多个待调试板卡经PCI总线或高速并行总线依次连接到动车组多通道调试系统板卡，每个待调试板卡均将其需要调试的多路待调试数据实时传送到多通道调试系统的内存管理单元，内存管理单元依次为多路待调试数据分配存储空间；
(2)将上位机经PCI总线连接到多通道调试系统板卡，上位机软件通过PCI总线将控制信息传输给多通道调试系统板卡FPGA控制器的逻辑处理单元，以实现对多通道调试系统的配置；
(3)上位机给定控制信号，并将控制信号经PCI总线传递到逻辑处理单元，控制信号包括待调试板卡的信息、待调试板卡的待调试数据信息，逻辑单元将上位机信息解析为调试板卡和待调试数据对应的内存管理单元上的位置信息，将信息传送到FPGA控制器的内存管理单元，逻辑处理单元还将输出通道信息传送到FPGA控制器的转换电路驱动单元，控制对应待调试板卡的待调试数据经相应路的转换驱动电路输出。
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