CN105182210B - 一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法 - Google Patents
一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105182210B CN105182210B CN201510634072.6A CN201510634072A CN105182210B CN 105182210 B CN105182210 B CN 105182210B CN 201510634072 A CN201510634072 A CN 201510634072A CN 105182210 B CN105182210 B CN 105182210B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interface
- data
- microprocessor
- general
- frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明公开了一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法，所述通用接口包括：微处理器及其外部电路；所述外部电路包括SPI接口、UART接口、IIC接口、GPIO连接口和以太网接口；所述通用接口一端与SPI、UART、IIC、GPIO接口相连接，另一端与对外的总线插座连接；所述以太网接口与所述微处理器的MAC接口相连接。本发明提供的技术方案将嵌入式产品中常用的数字接口统一设计，使用一组简单的规约，实现了通过规约对多种电气通讯接口的读写控制。
Description
技术领域
本发明涉及接口设计领域，具体涉及一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法。
背景技术
随着智能电网的发展，智能电力仪表的大量应用，电力计量芯片产业蓬勃发展。目前电网应用的智能电表，绝大部分采用计量芯片完成电能计量功能，计量芯片测试装置被设计用于评估不同厂家的计量芯片性能，该装置需要通过计量芯片所提供的接口，采集芯片内部的寄存器数据，以评估不同运行工况下计量芯片运行数据是否正常。
由于不同品牌计量芯片通讯接口与协议都不一致，如：有的计量芯片采用SPI接口通信，有的采用UART接口，有的采用IIC接口或GPIO接口模拟的方式，因此目前的计量芯片测试装置需要针对每一个品牌计量芯片做单独的测试方案，在对应品牌计量芯片通讯协议发生改变时，还需要重新对固件进行升级，这在很大程度上限制了测试装置应用的灵活性。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法，使得计量芯片测试装置可以自动识别对应计量芯片所采用的接口与规范，而不需要专门针对某一类型的计量芯片专门设计测试接口，从而计量芯片测试装置可以对不同厂家的计量芯片进行数据访问。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种计量芯片测试装置的通用接口，所述通用接口包括：
微处理器及其外部电路；所述外部电路包括SPI接口、UART接口、IIC接口、GPIO连接口和以太网接口；
所述通用接口一端分别与SPI、UART、IIC、GPIO接口相连接，另一端与对外的总线插座连接；
所述以太网接口与所述微处理器的MAC接口相连接。
一种通用接口的实现方法，所述实现方法包括：
(一)微处理器向SPI、UART、IIC以及GPIO接口分别发出测试信号并遍历所有通讯速率以及寄存器地址，查询是否有返回的应答信号；
(二)若搜索到应答信号，则建立该应答信号的物理层信道，微处理器将信道建立的信息通过以太网接口传输到上位机，并接收上位机下发的数据直至收到中断标志位置位命令；
(三)微处理器中的协议处理函数校验数据完整性，然后通过数据帧的控制码判断该数据帧属于何种接口的数据帧；
(四)微处理器根据数据帧类型控制相关接口的寄存器，实现相关接口的配置和数据读写。
优选的，所述微处理器根据SPI、UART、IIC和GPIO通道数据中是否有中断标志位置位命令来判断是否接收到应答信号。
优选的，所述信道建立的信息包括对应的端口类型和匹配的通讯速率。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
第一，计量芯片测试装置可与不同厂家的计量芯片进行数据交互，而无需针对某一个厂家计量芯片单独设计物理接口，增加了设备应用的灵活性。
第二，可自动识别所接入的计量芯片接口类型，并自动配置物理层通道，使用者无需关心物理层通道的具体配置信息。
第三，可通过上位机软件灵活组态计量芯片通讯规范类型，当接入规约库以外的厂家计量芯片时，通过修改上位机软件规约库的方法即可达到通讯目的，而无需对计量芯片测试装置的固件进行升级，增加了扩展灵活性。
第四，本发明设计简单、可移植性强的特点，可应用于其他类型芯片的通用数据交互，填补了业内对于芯片级物理接口转换的技术空白。
附图说明
图1为本发明的一种计量芯片测试装置的通用接口整体框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
1).配置网络参数，初始化TCP/UDP协议，初始化接收完成标记FLAG；
2).上位机使用网络通道对数据进行对应的协议编码，并发送给MCU；
3).收到数据后，在接收中断标志位FLAG；
4).协议处理函数先校验数据完整性，然后通过数据帧的控制码判断该数据帧属于何种接口的数据帧；
5).MCU根据数据帧类型控制MCU相关接口的寄存器，实现相关接口的配置和数据读写。
1帧格式
帧是传送信息的基本单元，帧格式如表1所示。
表1 数据帧格式
| 说明 | 代码 |
| 帧起始符 | 68H |
| 控制码 | C |
| 数据域1 | DATA1 |
| 数据域2 | DATA2 |
| 数据域3 | DATA3 |
| 数据域4 | DATA4 |
| 校验码 | CS |
| 结束符 | 16H |
1.1帧起始符68H(FRAME_START)
标识一帧数据的开始，其值固定为68H＝01101000B
1.2控制码C(FRAME_CONTROL)
控制码格式如下：
表2 控制码格式
a)传送方向D7(DIRE)
0：表示上位机发送给接口板的数据(PC2BOARD)
1：表示接口板返回给上位机的数据(BOARD2PC)
b)从站应答标志D6(ANS_FLAG)
0：上位机数据发送的数据无效，未定义，总之无法识别(ANS_ERROR)
1：接口板正确应答上位机数据(ANS_RIGHT)
注：对于上位机发出的数据，此位为1
c)操作模式D5：D3(OP_MODE)
中断帧：中断帧表明一帧异常的数据，接口板需要发出警告，可能由于检测芯片的中断引起。具体中断原因，在数据载荷中表明。
心跳帧：上位机定期发送心跳帧，接口板收到心跳帧进行心跳帧应答，从而保证数据链路层通讯正常。如果上位机收到异常应答帧，或者未收到应答帧，表明通讯已经中断。
电源帧：电源帧用于设置测试板电源，电源数据由DATA1，2，3，4提供。
设置帧：设置帧用于配置各个接口的配置参数，例如IO口的工作模式，SPI的极性相位等配置哪个接口由D1：D0位决定。
SPI读写：用于读取或者写入SPI数据，数据长度由D1：D0位决定，最长四个字节，最短1个字节。
UART读写：同SPI读写
IIC读写：同SPI读写
GPIO读写：同SPI读写
d)读写位D2(R_W)
读写位只对操作模式中的接口读写有效，对于中断帧，心跳帧，电源帧，设置帧，读写位固定为写
0：读信号帧：对于上位机，读信号载荷为NULL，对于接口板，读信号载荷为返回数据
1：写信号帧：对于上位机，读信号载荷为需要设置的数据，对于接口板，写信号载荷为NULL，数据长度(LENGTH)
数据长度规定读写信号的数据长度，或者设置信号时进行设置的接口
1.3数据域(FRAME_DATA)
数据域1，2，3，4表示每次通讯帧携带的有效数据。规定固定为4字节，各个数据域的具体数据表示的意义，根据芯片手册进行灵活配置。
1.4校验码(CS)
从起始符开始到校验码之前的总计6字节的模256的和，即各字节二进制算术和，不计超过256的溢出值。
1.5结束符(END_SYMBOL)(16H)
标识一帧信息的结束，其值为16H＝00010110B
1.6操作模式详细说明
a)中断帧
当操作模式字D5：D3为000时，此帧为中断帧。
中断帧由接口板发送给上位机，上位机不需要回复。
引起中断帧的原因，由D2：D0决定，数据域可以给出更加详细的信息，其规定见下表3。
表3 中断帧原因说明
| D2：D0 | |
| 000 | 系统内部错误1 |
| 001 | 系统内部错误2 |
| 010 | 系统内部错误3 |
| 011 | 系统内部错误4 |
| 100 | 接口板IO中断1 |
| 101 | 接口板IO中断2 |
| 110 | 接口板IO中断3 |
| 111 | 接口板IO中断4 |
例如68 C4 00 00 00 00 2C 16
表示接口板发出一个IO中断1
b)心跳帧
心跳帧由上位机下发给接口板，接口板返回应答帧。以保证通讯链路正常。心跳帧发送频率由上位机程序根据具体情况灵活掌握。对于心跳帧，D2：D0，还有数据域的数据均设置为0。
例如发：68 48 00 00 00 00 B0 16
收：68 C8 00 00 00 00 30 16
c)电源帧
电源帧用于设置或读取测试板芯片的供电电压，数据长度D1:D0固定为01，表示数据长度为2字节。
设置电压值为实际值扩大1000倍的无符号16位整形数，DATA1位高字节，DATA2位低字节。
例如1设置电源板电压为5.678V，需要在DATA1，DATA2填入5678的16进制数据162E
发：68 55 16 2E 00 00 01 16
收：68 D5 00 00 00 00 3D 16
例如2读电源板电压：
发：68 51 00 00 00 00 B9 16
收：68 D1 16 2E 00 00 7D 16
d)设置帧
设置帧规定各个接口的配置说明，从DATA1开始规定。
对于SPI设置，DATA1规定如下：
表4 SPI设置DATA1规定
对于GPIO设置，DATA1和DATA2规定如下：
表5 GPIO设置DATA规定
对于每一个IO口，可以通过[1：0]两个位设置为4种模式：
表6 IO的4种模式
| 00 | 浮空输入(默认) |
| 01 | 输入(上拉) |
| 10 | 输出(上拉) |
| 11 | 中断(下降沿中断) |
对于其他接口的设置暂时不规定
例如设置SPI接口：波特率1M，CPOL_L，CPHA_1，8位SPI长度，LSBFIRST。
发：68 5D 15 00 00 00 DA 16
收：68 DD 00 00 00 00 45 16
e)SPI读写
SPI读写每一帧最多读写4字节，依次将数据放入DATA1-DATA4中。
例如对SPI接口写入4个字节：7D AA 23 97
发：68 67 7D AA 23 97 B0 16
收：68 E7 00 00 00 00 4F 16
f)GPIO读写
GPIO读写每次设置一个管脚，DATA1 D7：D5决定管脚序号，如下：
表7 GPIO读写管脚设置
例如设置IO2管脚为中断输入
发：68 7C 5F 00 00 00 43 16
收：68 FC 00 00 00 00 64 16。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (3)
1.一种计量芯片测试装置的通用接口，其特征在于，所述通用接口包括：
微处理器及其外部电路；所述外部电路包括SPI接口、UART接口、IIC接口、GPIO连接口和以太网接口；
所述通用接口一端分别与SPI、UART、IIC、GPIO接口相连接，另一端与对外的总线插座连接；
所述以太网接口与所述微处理器的MAC接口相连接；
实现方法包括：
(一)微处理器分别向SPI、UART、IIC以及GPIO接口发出测试信号并遍历所有通讯速率以及寄存器地址，查询是否有返回的应答信号；
(二)若搜索到应答信号，则建立该应答信号的物理层信道，微处理器将信道建立的信息通过以太网接口传输到上位机，并接收上位机下发的数据，直至收到中断标志位置位命令；
(三)微处理器中的协议处理函数校验数据完整性，然后通过数据帧的控制码判断该数据帧属于何种接口的数据帧；
(四)微处理器根据数据帧类型控制相关接口的寄存器，实现相关接口的配置和数据读写。
2.如权利要求1所述的一种计量芯片测试装置的通用接口，其特征在于，所述微处理器根据SPI、UART、IIC和GPIO通道数据中是否有中断标志位置位命令来判断是否接收到应答信号。
3.如权利要求1所述的一种计量芯片测试装置的通用接口，其特征在于，所述信道建立的信息包括对应的端口类型和匹配的通讯速率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510634072.6A CN105182210B (zh) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | 一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510634072.6A CN105182210B (zh) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | 一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105182210A CN105182210A (zh) | 2015-12-23 |
| CN105182210B true CN105182210B (zh) | 2018-11-09 |
Family
ID=54904421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510634072.6A Active CN105182210B (zh) | 2015-09-29 | 2015-09-29 | 一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105182210B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106445751A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-22 | 大唐微电子技术有限公司 | 一种调试板、调试系统及调试方法 |
| CN106708023A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-24 | 延锋伟世通电子科技（上海）有限公司 | 多平台兼容测试系统及其工作方法 |
| CN109684251A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-04-26 | 杭州万高科技股份有限公司 | 一种芯片io数据的处理方法及一种芯片 |
| CN111147957B (zh) * | 2019-12-24 | 2022-02-22 | 金卡智能集团股份有限公司 | 通讯接口通用的燃气表数据采集装置 |
| CN112269123B (zh) * | 2020-10-16 | 2023-03-14 | 天津津航计算技术研究所 | 通用可配置的芯片测试电路 |
| CN114089162B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-12-05 | 惠州视维新技术有限公司 | Tcon芯片测试方法、装置和存储介质 |
| CN114113711A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-01 | 武汉天喻信息产业股份有限公司 | 一种多接口并行测试的方法和系统 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100412559C (zh) * | 2005-04-20 | 2008-08-20 | 威盛电子股份有限公司 | 芯片测试方法及相关装置 |
| CN100419706C (zh) * | 2006-09-29 | 2008-09-17 | 北京中星微电子有限公司 | 一种测试芯片的方法及系统 |
| CN100464193C (zh) * | 2006-10-13 | 2009-02-25 | 北京中星微电子有限公司 | 芯片测试系统和芯片测试方法 |
| CN101196557A (zh) * | 2007-12-18 | 2008-06-11 | 上海华为技术有限公司 | 一种现场可编程门阵列测试的方法、装置和系统 |
| CN101291261B (zh) * | 2008-04-28 | 2011-04-06 | 华为技术有限公司 | 一种板内设备测试方法和系统 |
| CN103728553B (zh) * | 2013-12-31 | 2017-02-22 | 杭州万高科技股份有限公司 | 一种电能计量芯片的验证方法 |
| CN104865412A (zh) * | 2014-02-25 | 2015-08-26 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 芯片测试板和芯片测试方法 |
| CN103941078A (zh) * | 2014-04-02 | 2014-07-23 | 云南大学 | 高精度多路交流电流真有效值检测电路 |
| CN104810062A (zh) * | 2015-05-12 | 2015-07-29 | 东南大学 | 一种sram芯片的puf特性测试方法及装置 |
-
2015
- 2015-09-29 CN CN201510634072.6A patent/CN105182210B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105182210A (zh) | 2015-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105182210B (zh) | 一种计量芯片测试装置的通用接口及其实现方法 | |
| CN107423169B (zh) | 用于测试高速外围设备互连设备的方法和系统 | |
| CN104536933B (zh) | 高性能互连物理层 | |
| CN102591670A (zh) | 固件升级系统及方法 | |
| CN108415717A (zh) | 一种zynqsoc固件升级方法及升级装置 | |
| CN104035794B (zh) | 一种实现逻辑器件固件升级的方法及装置 | |
| CN107870882A (zh) | 用于管理外围设备的数据协议 | |
| CN105741879B (zh) | 一种模拟智能电能表存储器测试板系统及其测试方法 | |
| CN103513994A (zh) | 一种通过pcie 进行fpga 在线升级的方法和系统 | |
| CN104679559A (zh) | 单片机在线编程的方法 | |
| CN108762939A (zh) | 一种PCIe端口资源分配方法、系统及设备和存储介质 | |
| TW201321983A (zh) | 隨插即用式模組、電子系統以及相應的判斷方法與查詢方法 | |
| CN106874054A (zh) | 一种直放站内模块程序在线升级方法与系统 | |
| CN105335548A (zh) | 一种用于ice的mcu仿真方法 | |
| CN106933754A (zh) | 一种usb驱动识别方法及装置 | |
| CN109992555A (zh) | 一种供多路服务器共用的管理板卡 | |
| CN108173723A (zh) | 一种Profinet通讯协议转换卡以及转换方法 | |
| CN110502464A (zh) | 一种热拔插处理方法、装置、设备、系统及可读存储介质 | |
| CN104991870A (zh) | 基于hid的免驱动光通信仪器接口访问方法 | |
| CN106569970A (zh) | Smi接口器件的调试装置及方法 | |
| CN103562893A (zh) | 促进通道子系统与输入/输出设备之间的传输模式输入/输出操作 | |
| CN204559571U (zh) | 一种通过无线局域网与上位机通信并接受控制的卫星 | |
| CN208538117U (zh) | 一种电服务器主板内存故障指示灯结构 | |
| CN206684724U (zh) | 一种服务器模块化管理控制系统 | |
| CN211787062U (zh) | Mctp设备测试装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15 Co-patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Patentee after: CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Address before: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15 Co-patentee before: State Grid Corporation of China Patentee before: China Electric Power Research Institute |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200731 Address after: 402, 4th floor, B-3 building, Zhongguancun Dongsheng Science Park, 66 xixiaokou Road, Haidian District, Beijing 100192 Patentee after: Beijing Dianke Zhixin Technology Co.,Ltd. Address before: 100192 Beijing city Haidian District Qinghe small Camp Road No. 15 Co-patentee before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Patentee before: CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |