CN110362433A - 能够进行多接口测试的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明能够进行多接口测试的系统，能够进行多接口测试的系统，包括背板模块上设置有电源模块、PCI扩展槽、PCI功能卡和主板模块，背板模块与PC机通过NGA/DVI进行数据传输，PCI扩展槽内设置有若干个PCI‑e载卡，PCI‑e载卡内部设置有FMC扩展接口与外部模块连接。所述外部模块包括LVDS高速接口子模块、数字音频接口子模块、光纤接口子模块、扩展模块，所述高速接口子模块、光纤接口子模块通过PCIE高速总线进行数据传输，数字音频接口子模块接收PCI‑e载卡发送的数据进行音频输出。所述PCI‑e载卡还包括内存模块、闪存模块，FPGA模块，所述内存模块和闪存模块与FPGA模块连接，FPGA模块通过LVDS高速口、serdes高速口、I/O高速口与FMC扩展接口进行数据传输，FPGA模块还将数据发送至主板模块。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试系统，具体涉及能够进行多接口测试的系统。
背景技术
现在很多测试系统上采用的接口都只能满足单一的功能。并且传输效率缓慢，常常各个模块间相互影响，传输数据的效率低，测试缓慢，进而影响工作效率，在工控机中采用的接口其传输数据的总线不匹配，数据间相互甲流比较困难。
本发明采用的能够进行多接口测试的系统具有测试多种接口的功能，在满足最少接口种类和数量的情况下，要求该设备的接口还具备一定的可扩展性，以备增加后续功能。通过对需求的分析，该设备需要测试的接口功能具有种类多，数量多的特点，同时某些接口的指标要求不常用，在满足上述功能和接口需求的情况下，还需要具备一定的接口可扩展性。
经过多种方案的详细对比和论证，提出采用通用工控机，内部集成多种类型和接口的板卡，同时保留部分通用接口用于扩展的方案。其中板卡采用PCI-E和PCI两种插卡式的板卡解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前的综合测试系统，传输信号单一，数据间交互困难，并且很多系统的扩展性能差，本发明目的在于提供能够进行多接口测试的系统，解决上述的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
能够进行多接口测试的系统，包括背板模块上设置有电源模块、PCI扩展槽、PCI功能卡和主板模块，背板模块与上位机通过NGA/DVI进行数据传输，PCI扩展槽内设置有若干个PCI-e载卡，PCI-e载卡内部设置有FMC扩展接口与外部模块连接。所述PCI功能卡需采用8通道以上的单端模拟输入，通过至少12位A/D转换器进行数据转换，采集率需大于100kHz，才用该模式才能够保证能够进行多接口综合测试。
进一步地，所述外部模块包括LVDS高速接口子模块、数字音频接口子模块、光纤接口子模块、扩展模块，所述高速接口子模块、光纤接口子模块通过PCIE高速总线进行数据传输，数字音频接口子模块接收PCI-e载卡发送的数据进行音频输出。
进一步地，所述PCI-e载卡还包括内存模块、闪存模块，FPGA模块，所述内存模块和闪存模块与FPGA模块连接，FPGA模块通过LVDS高速口、serdes高速口、I/O高速口与FMC扩展接口进行数据传输，FPGA模块还将数据发送至主板模块。
进一步地，所述背板模块设置的PCI扩展槽至少为2个。
进一步地，所述背板模块设置的PCI功能卡至少为2个。
本发明采用的PCI-e载卡主要由FPGA作为核心处理器，与上位机采用PCIE2.0x8接口，数据传输带宽理论值高达40Gbps，而FPGA外部集成了DDR3高速缓存，对外采用FMC连接器，从FPGA上引出了三种信号：
1、LVDS高速差分信号，能够外接常用的LVDS信号外设，多组LVDS信号可以组合起来并行传输数据，极大的增加了数据传输带宽。
2、serdes高速差分信号，该信号是从FPGA的GTP口引出的信号，可以接自定义的serdes信号外设，可以做RapidIO总线，接RapidIO总线外设，还可以做SGMII高速接口以及其他serdes信号外设。
3、IO并行信号，可以作为常用的IO控制信号，也可以组成并行信号进行数据传输，也可以作为如SPI，I2C，UART等常用总线接相应的外设。FPGA的IO口是一种非常灵活的接口。
PCI-e载卡由于前端引出了LVDS等高速口，后端又采用的是PCIE高速总线，该载卡非常适合高速数据传输，因此LVDS，光纤等接口主要采用该载卡来集成。
本发明采用PICMG架构，内部集成PICMG1.3的背板和主板，选取该架构方式，主要有两方面的原因：1、本设备所要实现的功能接口本身较多，需要比较多的PCIE或PCI接口来集成不同功能和接口的板卡；2、考虑到扩展性更为灵活，如果只考虑设计一种PCIE或者PCI的卡要么受限于接口数量，要么受限于功能，比如只设计PCI的卡，则受限于传输带宽，无法将超过几个Gbps的数据实时传输，如果只设计PCI-e的卡则接口数量一般不足，因为PCI-e有x1，x4，x8，x16四种接口，其中只有PCIE x16兼容4种协议接口，但是x16接口通用的性价比较高的工控主板一般不超过两个，非常少，不利于扩展，而只有PCIE x1兼容4种物理接口，但是x1带宽不足，并不比PCI更有优势。
PCI载卡主要用于集成速率较低的功能子卡，该载卡主要也是采用FPGA作为数据处理与接口交换的核心部件，前端也是采用FMC引出了LVDS信号和IO信号，而后端集成了PCI桥芯片，以此为核心架构设计而成。前端子模块如图2所示，都能集成到该子卡上。
开发PCI载卡，既能够缓解扩展槽位不足的情况，同时本卡内增加了PCI桥，该桥芯片具备一定的处理能力，对于数据的处理和数据转发以及子模块的功能控制，软件开发起来都会更加灵活和方便。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明能够进行多接口测试的系统，传输信号多样，能够进行不同的信号传输；
2、本发明能够进行多接口测试的系统，背板模块上设置有多种扩展接口，扩展性能强；
3、本发明能够进行多接口测试的系统，统一采用PCIE总线，数据交换方便迅速。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明系统框图。
图2为本发明PCI-e载卡与接口子模块原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1、2所示，本发明能够进行多接口测试的系统，能够进行多接口测试的系统，包括背板模块上设置有电源模块、PCI扩展槽、PCI功能卡和主板模块，背板模块与PC机通过NGA/DVI进行数据传输，PCI扩展槽内设置有若干个PCI-e载卡，PCI-e载卡内部设置有FMC扩展接口与外部模块连接。所述外部模块包括LVDS高速接口子模块、数字音频接口子模块、光纤接口子模块、扩展模块，所述高速接口子模块、光纤接口子模块通过PCIE高速总线进行数据传输，数字音频接口子模块接收PCI-e载卡发送的数据进行音频输出。所述PCI-e载卡还包括内存模块、闪存模块，FPGA模块，所述内存模块和闪存模块与FPGA模块连接，FPGA模块通过LVDS高速口、serdes高速口、I/O高速口与FMC扩展接口进行数据传输，FPGA模块还将数据发送至主板模块。所述背板模块设置的PCI扩展槽至少为2个。所述背板模块设置的PCI功能卡至少为2个。
本发明采用的PCI-e载卡主要由FPGA作为核心处理器，与上位机采用PCIE2.0x8接口，数据传输带宽理论值高达40Gbps，而FPGA外部集成了DDR3高速缓存，对外采用FMC连接器，从FPGA上引出了三种信号：LVDS高速差分信号，能够外接常用的LVDS信号外设，多组LVDS信号可以组合起来并行传输数据，极大的增加了数据传输带宽。serdes高速差分信号，该信号是从FPGA的GTP口引出的信号，可以接自定义的serdes信号外设，可以做RapidIO总线，接RapidIO总线外设，还可以做SGMII高速接口以及其他serdes信号外设。IO并行信号，可以作为常用的IO控制信号，也可以组成并行信号进行数据传输，也可以作为如SPI，I2C，UART等常用总线接相应的外设。FPGA的IO口是一种非常灵活的接口。
PCI-e载卡由于前端引出了LVDS等高速口，后端又采用的是PCIE高速总线，该载卡非常适合高速数据传输，因此LVDS，光纤等接口主要采用该载卡来集成。
本系统由于接口较多，因此不可能以一两张卡就能集成所有的功能，而必须设计多种接口多个板卡来实现所有的功能，本公司考虑的方式是设计两种载卡，一种是PCI-e的载卡，另外一种是PCI载卡，然后将所有的接口都设计成子卡的解决方案。设计两种载卡不仅方便不同的接口子卡之间的扩展，而且更有利于用户将来的功能扩展，在将来用户需要增加某些接口时，不需要重新设计整个功能，只需要设计一张接口卡，集成到PCI-e或者PCI的载卡上就能够实现，这样能够极大的缩短开发时间，同时能够为用户节约大量的经费。
本发明采用PICMG架构，内部集成PICMG1.3的背板和主板，选取该架构方式，主要有两方面的原因：1、本设备所要实现的功能接口本身较多，需要比较多的PCIE或PCI接口来集成不同功能和接口的板卡；2、考虑到扩展性更为灵活，如果只考虑设计一种PCIE或者PCI的卡要么受限于接口数量，要么受限于功能，比如只设计PCI的卡，则受限于传输带宽，无法将超过几个Gbps的数据实时传输，如果只设计PCI-e的卡则接口数量一般不足，因为PCI-e有x1，x4，x8，x16四种接口，其中只有PCIE x16兼容4种协议接口，但是x16接口通用的性价比较高的工控主板一般不超过两个，非常少，不利于扩展，而只有PCIE x1兼容4种物理接口，但是x1带宽不足，并不比PCI更有优势。
PCI载卡主要用于集成速率较低的功能子卡，该载卡主要也是采用FPGA作为数据处理与接口交换的核心部件，前端也是采用FMC引出了LVDS信号和IO信号，而后端集成了PCI桥芯片，以此为核心架构设计而成。前端子模块如图2所示，都能集成到该子卡上。
开发PCI载卡，既能够缓解扩展槽位不足的情况，同时本卡内增加了PCI桥，该桥芯片具备一定的处理能力，对于数据的处理和数据转发以及子模块的功能控制，软件开发起来都会更加灵活和方便。
上述两种载卡加子卡的设计，大部分的子卡既可以选用PCI-e载卡来集成，也可以选用PCI载卡集成，集成卡的数量根据接口连接器能够容纳的空间为准。因此，不管是选择PCI-e的集成卡还是PCI的集成卡，最终需要根据PICMG背板的槽位数量综合考虑。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.能够进行多接口测试的系统，包括背板模块上设置有电源模块、PCI扩展槽、PCI功能卡和主板模块，背板模块与上位机机通过NGA/DVI进行数据传输，PCI扩展槽内设置有若干个PCI-e载卡，PCI-e载卡内部设置有FMC扩展接口与外部模块连接，其特征在于，所述PCI功能卡需采用8通道以上的单端模拟输入，通过至少12位A/D转换器进行数据转换，采集率需大于100kHz，所述外部模块包括LVDS高速接口子模块、数字音频接口子模块、光纤接口子模块、扩展模块，所述高速接口子模块、光纤接口子模块通过PCIE高速总线进行数据传输，数字音频接口子模块接收PCI-e载卡发送的数据进行音频输出。
2.根据权利要求1所述的能够进行多接口测试的系统，其特征在于，所述PCI-e载卡还包括内存模块、闪存模块，FPGA模块，所述内存模块和闪存模块与FPGA模块连接，FPGA模块通过LVDS高速口、serdes高速口、I/O高速口与FMC扩展接口进行数据传输，FPGA模块还将数据发送至主板模块。
3.根据权利要求1所述的能够进行多接口测试的系统，其特征在于，所述背板模块设置的PCI扩展槽至少为2个。
4.根据权利要求1所述的能够进行多接口测试的系统，其特征在于，所述背板模块设置的PCI功能卡至少为2个。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109799810A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 北京无线电测量研究所 | 一种单板控制板的监测装置及系统 |
| CN112231263A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-15 | 山东超越数控电子股份有限公司 | 一种fpga夹层卡拓展装置 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN109799810A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 北京无线电测量研究所 | 一种单板控制板的监测装置及系统 |
| CN112231263A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-15 | 山东超越数控电子股份有限公司 | 一种fpga夹层卡拓展装置 |
| CN112231263B (zh) * | 2020-10-29 | 2022-12-09 | 超越科技股份有限公司 | 一种fpga夹层卡拓展装置 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20191022 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |