CN108196988A - 一种航天测试设备板卡自动识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航天测试设备板卡自动识别方法，属于航天测试技术领域。本发明对后插板卡编码，通过后插板卡内部FPGA，分别遍历读取前插板卡内部FPGA固化的前插板卡型号数据，与后插板卡内部FPGA采集的前插板卡型号数据进行比对，如果不一致则报错；如果一致，说明此后插板卡可与其同槽位的前插板卡配合使用。本发明的自动识别提高效率，而且可尽快发现相互之间不配合的前后插板卡，进而更换，并可设置对错误的后插板不进行操作以避免后插板卡烧毁。槽位的识别可为调试带来便利，可快速确定所操作板卡的槽位。减少了因前插板卡的型号和后插板卡反复设计导致逻辑设计的不统一问题。

Description

一种航天测试设备板卡自动识别方法

技术领域

本发明属于航天测试技术领域，具体地说，是指一种航天测试设备板卡自动识别方法。为了解决现有技术中的板卡自动识别、板卡具体功能自动识别的问题，利用自动识别技术消除人工误识别问题，提高效率，提出一种航天测试设备板卡硬件型号和功能软件配合的自动识别方法。

背景技术

CPCI总线(CompactPCI)是指高性能工业计算机总线标准。CPCI总线的工控机在工业领域有着广泛的运用。PXI/PXIE总线的工控机在航天测试领域也有极其广泛的运用。如图1所示为现有的CPCI总线的配置，CPCI系列板卡采用前插板卡和后插板卡在底板上连接配合的方式使用。

一个工控机箱中可能会存在多张板卡：

(1)对不同前插板卡操作时，可以靠前插板卡的硬件资源号来识别，进行不同功能的操作；但是如果机箱中插入了几块相同型号和功能的前插板卡，硬件资源号需要通过增加实验来辨别。

(2)不同前插板卡有相应后插板卡，后插板卡和前插板卡匹配工作时，要注意不能插错；而且后插板卡和前插板卡是否插错等问题的判断，一般情况只能靠后插板卡和前插板卡上的贴膜人为去区别。

现有工控机箱中的板卡逻辑由不同的设计人员完成，逻辑功能根据需求定制，不同的板卡有的是单一功能的，也有的是多功能的。如一块板卡包含串口、数字量输入输出、模拟量输入输出等等功能。此时，测试人员为了获取板卡功能，要通过手动查找寄存器表才能获得。显然，操作非常繁琐。可见，现有技术中：

板卡逻辑不统一，导致测试软件无法编写通用化程度较高的各模块，例如：模拟量采集、模拟量输出等；测试软件开发流程不统一，导致开发成本较高；测试软件架构不统一，不同开发人员有各自的架构，导致后期维护成本较高；测试软件界面风格不统一，导致用户使用不方便；测试软件没有经过长时间拷机，可能会出现内存泄漏、数据库崩溃等前期不容易发现的BUG。

发明内容

本发明在常用测试设备的总线标准的基础上进行了专业化的设计，使测试系统能够拥有更好的安全性、灵活性和可维修性。

航天测试设备机箱提供数量不等的板卡插槽供不同功能的板卡组合使用，需要更换功能时只需更换板卡即可满足使用需求。每种板卡的主要功能不同，实现功能的板卡被称为前插板卡，而配合前插板卡使用的不同种类的输出端口，又可根据实际情况进行配合使用，被称为后插板卡。

因此，前插板卡功能确认后需使用和其配合的后插板卡才可实现完整功能。而前插板卡型号如何自动识别、前插板卡所处槽位的自动识别、前插板卡如何识别相应的后插板卡、如何快速识别板卡内部具体功能就是本发明所要解决的技术问题。

本发明提供一种航天测试设备板卡自动识别方法，可以方便地将板卡型号及槽位号等信息通过硬件电路记录，配合软件识别完成自动识别板卡及板卡内部具体实现的功能。具体步骤如下：

第一步，后插板卡编码。

数据线的电平状态可表示为二进制0或1，多条数据线就可表示为多个二进制数。将其组合即可表示一个数字，此数字一般被称为编码。通过在后插板卡上设置多条可预先改变硬件电路的数据线，从而改变电平状态的数据线就可记录后插板卡型号编码。而在机箱槽位板上设置硬件电路进行槽位编码就可标识相应槽位号信息。通过前插板卡的I/O口对所述的型号编码和槽位编码信息进行读取即可实现自动识别功能。而数据线的数量可根据实际需求进行改变。

具体编码方法是：利用电源对数据线上拉电阻，则数据线的电平为高，表示1，如数据线接地，则电平为低，表示0。将每条数据线上拉电阻或接地通过硬件设计确定，批量生产时无需改变任何设置即可将编码记录。

第二步，识别后插板卡内部功能。

在LABVIEW环境，本发明提供一种能够根据板卡中的逻辑设计去自动识别后插板卡型号和功能的方法。通过后插板卡内部FPGA配合获取后插板卡型号和功能。

分别遍历读取航天测试设备机箱各槽位中前插板卡的FPGA内固化的前插板卡型号数据，与后插板卡内部FPGA采集的前插板卡型号数据进行比对，如果不一致则进行报错；如果两个型号数据一致，说明此后插板卡可与其同槽位的前插板卡配合使用。则读取后插板卡内部FPGA采集的后插板卡型号数据RBID，读取后插板卡内部FPGA采集的插槽槽位数据GA，根据内部列表映射关系，将读取的数据转换为实际型号并显示FBID/RBID/GA。

本发明的优点在于：

本发明可自动识别提高效率，表现在由于自动识别前插板卡的型号和后插板卡型号，可根据逻辑功能设计自动提供不同的软件功能界面，免去手动选择的步骤。而且可尽快发现相互之间不配合的前后插板卡，进而更换，并可设置对错误的后插板不进行操作以避免后插板卡烧毁。槽位的识别可为调试带来便利，可快速确定所操作板卡的槽位。减少了因前插板卡的型号和后插板卡反复设计导致逻辑设计的不统一问题。

附图说明

图1为现有技术中CPCI系列板卡示意图。

图2为本发明提供的航天测试设备板卡自动识别方法流程图。

图3为前插板卡中对数据线进行上拉电阻处理示意图。

图4为后插板卡中对数据线进行编码示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

通过改变数据线的数量还可实现更多相应型号类别数量。

本发明提供一种航天测试设备板卡自动识别方法，所述的航天测试设备板卡是指在航天测试设备机箱的插槽底板上连接的前插板卡与后插板卡。前插板卡共有200种，配合每种前插板卡的后插板卡各有12种，插槽底板上的插槽最多有30个。根据计算，表示前插板卡种类的数据线需要8根，可表示256种状态。表示后插板卡种类的数据线需要4根，可表示16种状态。表示插槽底板上的插槽槽位号的数据线需要5根，可表示32种状态。共需17根数据线表示17位二进制数。在接插件上选择17个固定位置放置这些数据线进行数据传递。如图3所示在前插板卡上将所有的数据线都用上拉电阻进行上拉，于前插板卡上拉电阻是因为如果未插入后插板卡，则也可确定I/O口的状态，并可认为后插板卡未插入。在后插板卡的接插件相应位置引出17根数据线，利用是否接地对数据线来进行编码，如图3所示。

将前插板卡对应型号的数据线命名为FBID[7：0]，后插板卡对应型号的数据线命名为RBID[3：0]，插槽底板上对应槽位号的数据线命名为GA[4：0]。对后插板卡上FBID[7：0]这8条数据线设置接地可对前插板卡型号进行编码，作为后插板卡编码；前插板卡读取此后插板卡编码可判断此后插板卡是否为与其前插板卡配合的后插板卡。例如FBID[7]至FBID[0]为00000101时，FBID[7]、FBID[6]、FBID[5]、FBID[4]、FBID[3]、FBID[1]六条数据线接地，其他两条数据线不做处理。则其10进制表示为数字5，若此后插板卡插入机箱后对应的前插板卡为其他型号的前插板卡，则前插板卡读取的数字为5，与前插板卡其自身型号不符合，即可得知后插板卡型号错误。RBID与FBID类似，RBID表示的为后插板卡型号，前插板卡据此得知后插板卡型号，根据型号的不同得知功能的不同。而槽位号数据线GA的设置是在插槽底板上，通过电路设计，可以将前插板卡在插槽底板所处槽位号的信息传送到FPGA模块中去，通过FPGA的设计能读取到前插板卡的槽位号信息、前插板卡的型号信息、后插板位置的信息。

在FPGA设计上，通过约束所有板卡的FPGA逻辑中必须增加固定模块的设计，设计中要求，当后插板卡通过硬件传入的FBID信息和板卡理论定义的不一致，说明后插板卡错误，可以在板卡挡板上给出错误提示灯，如果一致的话，将FBID信息和RBID信息都保存至固定的地址寄存器中；当板卡插进航天测试设备机箱并且FPGA上电，板卡槽位号信息、前后插板卡型号信息就会自动写入到FPGA内部寄存器中，LABVIEW软件就会去调用底层用C语言封装的函数库，获取到信息。

具体如图2所示，首先后插板卡内部FPGA读取前插板卡内部FPGA中固化的前插板卡型号数据FBID，然后读取后插板卡内部FPGA采集的前插板卡型号数据FBID，判断固化的数据与采集的数据是否一致，如果不一致，发出报错信息；如果一致，说明此后插板卡可与其同槽位的前插板卡配合使用。则读取后插板卡内部FPGA采集的后插板卡型号数据RBID，读取后插板卡内部FPGA采集的插槽槽位数据GA，根据内部列表映射关系，将读取的数据转换为实际型号并显示FBID/RBID/GA。

获取板卡内部功能时，对板卡内部的功能进行约定，给所有常用功能进行编号定义，在板卡中使用该功能时，约定某些寄存器地址是功能寄存器，这样就可以识别板卡中所包含的功能。在使用中，可以点击功能测试调用子程序对板卡的多种功能继续测试。

对于不同的子功能，只要设计出不同的软件子程序，之后完全靠调用子程序来完成测试，减少了软件设计的工作量，使一种硬件装置、软件程序可以解决绝大部分的板卡功能测试问题。

采用本发明提供的技术方案，能够大大提高板卡型号槽位识别速度、板卡内部功能的识别、板卡功能测试的效率。

Claims (3)

1.一种航天测试设备板卡自动识别方法，其特征在于：所述方法通过后插板卡内部FPGA配合获取后插板卡型号和功能，具体为：

分别遍历读取航天测试设备机箱各槽位中前插板卡内部FPGA内固化的前插板卡型号数据，与后插板卡内部FPGA采集的前插板卡型号数据进行比对，如果两个型号数据一致，则说明后插板卡与同槽位的前插板卡配合，在板卡挡板上给出错误提示灯；如果不一致则进行报错；

确认后插板卡与同槽位的前插板卡配合后，读取后插板卡型号数据与槽位号，并进行显示。

2.根据权利要求1所述的一种航天测试设备板卡自动识别方法，其特征在于：所述的后插板卡型号数据和前插板卡型号数据以及槽位号是以编码的形式识别读取的，所述的编码具体方法为：

利用电源对数据线上拉电阻，则数据线的电平为高，表示1，如数据线接地，则电平为低，表示0；将每条数据线上拉电阻或接地通过硬件设计确定，批量生产时无需改变任何设置即可将编码记录。

3.根据权利要求1所述的一种航天测试设备板卡自动识别方法，其特征在于：所述的航天测试设备板卡是指在航天测试设备机箱的插槽底板上连接的前插板卡与后插板卡；前插板卡共有200种，配合每种前插板卡的后插板卡各有12种，插槽底板上的插槽最多有30个；根据计算，表示前插板卡种类的数据线需要8根，表示256种状态；表示后插板卡种类的数据线需要4根，表示16种状态；表示插槽底板上的插槽槽位号的数据线需要5根，表示32种状态；共需17根数据线表示17位二进制数；在接插件上选择17个固定位置放置这些数据线进行数据传递。