CN106407080B - 基于cpci总线的星载电子设备的信号监视装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，包括：监视系统主板、转接子板和用以对监视系统主板、转接子板起固定支撑作用的系统机械结构。被监控的星载电子设备通过监视系统主板、转接子板及设置在两者上的CPCI电连接器连接起来，通过可编程逻辑器件FPGA的JTAG监控技术实现总线信号的采集及监视输出，待调试功能板安装到监视装置上时可以与星载电子设备母板可靠连接，实现正常通信，从正常通信中获取监视信号，可以调试该待调试功能板是否正常，实现了模块的独立性检测，且由于待调试功能板与监视装置可拆卸可更换，因而可以实现批量地测试，解决了现有基于CPCI总线的星载电子产品可调试性差及调试安全性缺陷问题。

Description

基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置
技术领域
本发明涉及星载电子产品的监视技术，尤其涉及的是一种基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置。
背景技术
CPCI(Compact Peripheral Component Interconnect，紧凑型PCI(定义局部总线的标准))是一种标准的总线接口，具有高性能、高可靠、高密度的优点。在机械结构上，CPCI总线结构采用标准3U、6U板卡尺寸。随着电子技术的发展，星载电子产品集成度不断提高，产品规范化、标准化程度不断提升，CPCI总线在星载电子产品中广泛应用。采用CPCI总线接口的电子产品为插卡式机械结构，该结构具有很好的抗震性和通风性，而且还可以从前面板拔插板卡，使更换和维修板卡极为方便。
基于CPCI总线的星载电子产品一般由多个功能模块组成，各功能模块采用CPCI总线连接器与母板连接组成单机。目前，基于CPCI标准总线的星载电子产品一般只采用CPCI标准总线的机械结构。总线接口信号的通信协议为星载产品定制协议，与标准通信协议不一致。因此，无法设计通用单板调试设备，研制各模块专业调试测试设备及调试测试电缆成本高、效率低。
星载电子产品多为新研究设计产品，研制过程需对产品各模块进行调试测试。由于插卡式机械结构的特性，功能模块插入机箱后就无法对板上信号进行探测或监视，给模块功能调试、性能测试造成很大的困难。星载电子产品整机一旦发生故障，往往耗费巨大人力和时间进行问题排查，工作效率极低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，解决了现有基于CPCI总线的星载电子设备可调试性差及具有调试安全性缺陷的问题。调试方便，降低成本，提高星载电子设备调试效率。
为解决上述问题，本发明提出一种基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，包括：监视系统主板、转接子板和用以对监视系统主板、转接子板起固定支撑作用的系统机械结构；
所述转接子板上设有至少两组子板CPCI电连接器，第一组子板CPCI电连接器用以与星载电子设备的待调试功能板可插拔连接，第二组子板CPCI电连接器与监视系统主板连接，两组子板CPCI电连接器之间通过转接子板上的转接电路结构连接；
所述监视系统主板上设有至少两组主板CPCI电连接器，第一组主板CPCI电连接器用以与星载电子设备的母板的CPCI接口插接连接，第二组主板CPCI电连接器与所述转接子板的第二组子板CPCI电连接器连接，两组主板CPCI电连接器通过监视系统主板上的监视电路结构电连接，且所述监视电路结构包括监视信号采集电路和JTAG监视接口电路，所述监视信号采集电路采集第一组主板CPCI电连接器和第二组主板CPCI电连接器之间的电信号作为监视信号，所述JTAG监视接口电路连接所述监视信号采集电路，接收并输出监视信号至外部JTAG编程器进行监视。
根据本发明的一个实施例，所述监视信号采集电路包括信号电平转换电路和可编程逻辑器件；所述信号电平转换电路接收监视信号，并对监视信号进行电平转换，输出至可编程逻辑器件中；所述可编程逻辑器件连接所述信号电平转换电路，实现监视信号的采集，并输出给JTAG监视接口电路。
根据本发明的一个实施例，所述系统机械结构包括主板固定结构和子板固定结构，所述主板固定结构和所述子板固定结构通过固定连接件固定连接在一起，以使监视系统主板和转接子板对接且可靠连接；所述主板固定结构一方面支撑所述监视系统主板，以避免监视系统主板受力弯曲变形，另一方面实现监视系统主板与星载电子设备母板的连接固定；所述子板固定结构支撑所述转接子板。
根据本发明的一个实施例，所述主板固定结构呈框型，所述监控系统主板固定于框内，主板固定结构通过一框边连接子板固定结构。
根据本发明的一个实施例，所述系统机械结构还包括总固定支架，所述总固定支架与所述主板固定结构或所述子板固定结构耦合固定，并用以支撑整个结构。
根据本发明的一个实施例，所述系统机械结构还包括待调试功能板固定支架，连接在所述总固定支架上，用以固定所述待调试功能板。
根据本发明的一个实施例，所述待调试功能板固定支架包括至少设置在待调试功能板两侧的支撑板，且至少一支撑板轴连接所述总固定支架，以实现待调试功能板的安装于拆卸。
根据本发明的一个实施例，轴连接所述总固定支架的支撑板夹紧待调试功能板后由固定部件固定。
采用上述技术方案后，本发明相比现有技术具有以下有益效果：全新设计的一种用于监视星载电子设备母板与各模块之间CPCI总线信号的监视装置，被监控的星载电子设备通过监视系统主板、转接子板及设置在两者上的CPCI电连接器连接起来，通过可编程逻辑器件FPGA的JTAG监控技术实现总线信号的采集及监视输出，待调试功能板安装到监视装置上时可以与星载电子设备母板可靠连接，实现正常通信，从正常通信中获取监视信号，可以调试该待调试功能板是否正常，可以实现模块的独立性检测，且由于待调试功能板与监视装置可拆卸可更换，因而可以实现批量地测试，解决了现有基于CPCI总线的星载电子产品可调试性差及调试安全性缺陷问题。
附图说明
图1为本发明实施例的基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的监视系统主板的原理框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参看图1，基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，至少包括：监视系统主板5、转接子板3和用以对监视系统主板5、转接子板3起固定支撑作用的系统机械结构。监视系统主板5、转接子板3可以实现星载电子设备的母板与各模块的正常通信，并在正常通信中获取监视信号，从而可以根据监视信号判断相应模块的功能是否正常。
转接子板3上设有至少两组子板CPCI电连接器(图中未示出)。第一组子板CPCI电连接器用以与星载电子设备的待调试功能板1可插拔连接，第二组子板CPCI电连接器与监视系统主板5连接，两组子板CPCI电连接器之间通过转接子板3上的转接电路结构连接。转接子板3实现待调试功能板1与监视系统主板5之间的信号转接，起到适配作用，并且可提供待调试功能板1可插拔接口。
监视系统主板5上设有至少两组主板CPCI电连接器，第一组主板CPCI电连接器用以与星载电子设备的母板的CPCI接口插接连接，第二组主板CPCI电连接器与转接子板3的第二组子板CPCI电连接器连接，两组主板CPCI电连接器通过监视系统主板5上的监视电路结构电连接，且监视电路结构包括监视信号采集电路和JTAG监视接口电路，监视信号采集电路采集第一组主板CPCI电连接器和第二组主板CPCI电连接器之间的电信号作为监视信号，JTAG监视接口电路连接监视信号采集电路，接收并输出监视信号至外部JTAG编程器进行监视。
通过在星载电子设备的母板与模块之间设置监视信号采集电路，获得两者之间传输的CPCI总线信号，通过JTAG监视接口传输到JTAG编程器，实现JTAG编程器对CPCI总线信号的监视调试，可以快速方便地定位星载电子设备出现问题的模块，无需整机调试排查，调试方便，提高产品的调试效率。
具体的，监视信号采集电路包括信号电平转换电路和可编程逻辑器件(FPGA)。信号电平转换电路接收监视信号，并对监视信号进行电平转换，输出至可编程逻辑器件中。可编程逻辑器件连接信号电平转换电路，实现监视信号的采集，并输出给JTAG监视接口电路。
系统机械结构可以包括主板固定结构6和子板固定结构4。主板固定结构6和子板固定结构4通过固定连接件固定连接在一起，以使监视系统主板5和转接子板3对接且可靠连接。固定连接件例如可以是螺钉，当然也可以是其他连接件。主板固定结构6一方面用来支撑监视系统主板5，以避免监视系统主板5受力弯曲变形，另一方面实现监视系统主板5与星载电子设备的母板的连接固定。子板固定结构4支撑转接子板，并用来可插拔连接待调试功能板1。
优选的，主板固定结构6呈框型，监控系统主板5固定于框内，监控系统主板5形状可以与主板固定结构6框适配，主板固定结构6通过一框边连接子板固定结构4。在图1中，子板固定结构4位于主板固定结构6的上框边之上，并通过螺钉固定。
在一个实施例中，系统机械结构还可以包括总固定支架7。总固定支架7与主板固定结构6或子板固定结构4耦合固定，并用以支撑整个结构。总固定支架7可支撑于地面。
在一个实施例中，系统机械结构还可以包括待调试功能板固定支架2。待调试功能板固定支架2连接在总固定支架7上，用以固定待调试功能板1。
优选的，待调试功能板固定支架2包括至少设置在待调试功能板1两侧的支撑板，且至少一支撑板轴连接总固定支架7，待调试功能板固定支架2因而可以包括轴连接部件，支撑板可以绕总固定支架转动，从而各自的一端相对靠拢或远离，以夹紧或释放待调试功能板，实现待调试功能板1的安装与拆卸。其中，轴连接总固定支架7的支撑板夹紧待调试功能板1后由固定部件固定，支撑板转动夹紧待调试功能板后，被固定部件固定住，从而实现待调试功能板1的稳定加固。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，其特征在于，包括：监视系统主板、转接子板和用以对监视系统主板、转接子板起固定支撑作用的系统机械结构；
所述转接子板上设有至少两组子板CPCI电连接器，第一组子板CPCI电连接器用以与星载电子设备的待调试功能板可插拔连接，第二组子板CPCI电连接器与监视系统主板连接，两组子板CPCI电连接器之间通过转接子板上的转接电路结构连接；
所述监视系统主板上设有至少两组主板CPCI电连接器，第一组主板CPCI电连接器用以与星载电子设备的母板的CPCI接口插接连接，第二组主板CPCI电连接器与所述转接子板的第二组子板CPCI电连接器连接，两组主板CPCI电连接器通过监视系统主板上的监视电路结构电连接，且所述监视电路结构包括监视信号采集电路和JTAG监视接口电路，所述监视信号采集电路采集第一组主板CPCI电连接器和第二组主板CPCI电连接器之间的电信号作为监视信号，所述JTAG监视接口电路连接所述监视信号采集电路，接收并输出监视信号至外部JTAG编程器进行监视。
2.如权利要求1所述的基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，其特征在于，所述监视信号采集电路包括信号电平转换电路和可编程逻辑器件；所述信号电平转换电路接收监视信号，并对监视信号进行电平转换，输出至可编程逻辑器件中；所述可编程逻辑器件连接所述信号电平转换电路，实现监视信号的采集，并输出给JTAG监视接口电路。
3.如权利要求1所述的基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，其特征在于，所述系统机械结构包括主板固定结构和子板固定结构，所述主板固定结构和所述子板固定结构通过固定连接件固定连接在一起，以使监视系统主板和转接子板对接且可靠连接；所述主板固定结构一方面支撑所述监视系统主板，以避免监视系统主板受力弯曲变形，另一方面实现监视系统主板与星载电子设备母板的连接固定；所述子板固定结构支撑所述转接子板。
4.如权利要求3所述的基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，其特征在于，所述主板固定结构呈框型，所述监视系统主板固定于框内，主板固定结构通过一框边连接子板固定结构。
5.如权利要求3所述的基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，其特征在于，所述系统机械结构还包括总固定支架，所述总固定支架与所述主板固定结构或所述子板固定结构耦合固定，并用以支撑整个结构。
6.如权利要求5所述的基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，其特征在于，所述系统机械结构还包括待调试功能板固定支架，连接在所述总固定支架上，用以固定所述待调试功能板。
7.如权利要求6所述的基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，其特征在于，所述待调试功能板固定支架包括至少设置在待调试功能板两侧的支撑板，且至少一支撑板轴连接所述总固定支架，以实现待调试功能板的安装与拆卸。
8.如权利要求7所述的基于CPCI总线的星载电子设备的信号监视装置，其特征在于，轴连接所述总固定支架的支撑板夹紧待调试功能板后由固定部件固定。
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