CN117969949A - 一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，属于航电测试的技术领域，具体通过FPGA分别采集第一晶振、第二晶振和第三晶振输出的时钟频率；通过FPGA中计数模块对获取的第一晶振、第二晶振和第三晶振输出的时钟频率进行处理：在相同时间段内，计数模块对采集到的第一晶振、第二晶振和第三晶振的时钟上升沿数量进行计数分别得到第一频点数、第二频点数和第三频点数；FPGA对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行分析得到分析结果；处理器获取FPGA中的分析结果，根据分析结果判断判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况。本申请可以利用航电计算机已有的硬件条件实时检测晶振频率，提高了航电系统的测试性。
Description
技术领域
本申请涉及航电测试的领域，尤其是涉及一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法。
背景技术
时钟作为计算机的时间基准，是计算机技术领域的必须元素。随着航电计算机在处理能力、传输能力方面不断突破，对其时钟输出器件——晶振的工作稳定性要求也越来越高。晶振输出频率的稳定性，直接影响航电计算机系统的工作准确性。为保证航电计算机系统能够长期稳定的确完成任务，需要晶振输出频率稳定、准确。目前，对于已长期工作的计算机系统中晶振输出频率的检测，主要借助于示波器等仪器进行测量。但借助于示波器的测试方法在航电计算机中应用时存在以下问题：(1)不易操作，使用示波器操作时需要人工进行操作，航电计算机系统大多比较复杂，设备密度高，操作空间有限，人工不易操作；(2)测量准确度不高，由于操作空间有限，人工不易操作，测量时易引入人为因素干扰，影响测量准确度；(3)需要拆除产品的结构件后才能测量，无法对晶振在各种工作环境下的状态进行实时检测；(4)航电系统的测试性要求不断提高，越来越多的场景要求利用硬件、软件实现对航电计算机的实时检测。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，解决了现有技术中的问题，提高了航电计算机的测试性。
本申请提供的一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法采用如下的技术方案：
一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，包括如下步骤：
通过FPGA分别采集第一晶振、第二晶振和第三晶振输出的时钟频率；
通过FPGA中计数模块对获取的第一晶振、第二晶振和第三晶振输出的时钟频率进行处理：在相同时间段内，计数模块对采集到的第一晶振、第二晶振和第三晶振的时钟上升沿数量进行计数分别得到第一频点数、第二频点数和第三频点数；
FPGA对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行分析得到分析结果；
处理器获取FPGA中的分析结果，根据分析结果判断判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况。
可选的，FPGA对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行分析得到分析结果的步骤包括：比对模块对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行两两对比，得到三项比对结果；
处理器获取FPGA中的分析结果，根据分析结果判断判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况的步骤包括：
处理器获取FPGA中的比对模块的三项比对结果，根据三项比对结果判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况。
可选的，比对模块对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行两两对比，得到三项比对结果的步骤包括：利用三个晶振频率的最小公倍数得到的对应倍频数值A、B、C，在比对模块中，对第一频点数、第二频点数和第三频点数分别乘以各自对应的倍频数值得到第一倍化频点数、第二倍化频点数和第三倍化频点数，将第一倍化频点数、第二倍化频点数和第三倍化频点数进行两两求差值，得到三个差值作为三项比对结果。
可选的，所述处理器通过通信接口获取FPGA中的比对模块的三项比对结果。
可选的，所述FPGA通过MCS配置文件进行配置。
可选的，所述处理器得到判断结果后通过串口打印显示。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
通过FPGA对晶振频率进行计数，芯片上电或复位后，FPGA对晶振频率进行计数，并对计数结果进行比对，处理器通过通信接口读取比对结果，并依据比对结果对晶振的工作频率进行实时判断和监控。本申请完整性高，实现成本低，检测结果获取方便。充分利用了航电计算机中现有的硬件条件，借助FPGA和处理器对晶振的工作频率进行实时判断、监控，实时检测晶振频率，当晶振在外场特定应用场景下出现时钟频率波动的情况，则可以通过该测试逻辑实现现场定位故障。本申请完整性高，实现成本低，检测结果获取方便，提高了航电计算机的测试性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请应用于航电系统的晶振频率实时检测方法的硬件结构框图；
图2为本申请应用于航电系统的晶振频率实时检测方法的流程图；
图3为本申请利用三个晶振频率的最小公倍数得到的对应倍频数值A、B、C的示意图；
图4为本申请第一倍化频点数、第二倍化频点数和第三倍化频点数进行两两求差值的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图示中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本申请实施例提供一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法。
如图1和图2所示，一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，包括如下步骤：
通过FPGA分别采集第一晶振、第二晶振和第三晶振输出的时钟频率。所述FPGA通过MCS配置文件进行配置。
通过FPGA中计数模块对获取的第一晶振、第二晶振和第三晶振输出的时钟频率进行处理：在相同时间段内，计数模块对采集到的第一晶振、第二晶振和第三晶振的时钟上升沿数量进行计数分别得到第一频点数、第二频点数和第三频点数。
FPGA对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行分析得到分析结果：比对模块对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行两两对比，得到三项比对结果。
处理器获取FPGA中的分析结果，根据分析结果判断判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况：处理器获取FPGA中的比对模块的三项比对结果，根据三项比对结果判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况。
具体的，所述处理器通过通信接口获取FPGA中的比对模块的三项比对结果。
所述处理器得到判断结果后通过串口打印显示。
本申请应用于航电系统的晶振频率实时检测方法的具体运行步骤如下：
启动FPGA：
FPGA启动通过配置文件进行，配置文件采用I nte l MCS-86Hex Object格式，配置文件后缀名为：“.mcs”。FPGA加载配置文件后，FPGA完成启动。
FPGA对晶振输入频率进行计数和比对:
FPGA内部嵌入计数模块和比对模块，计数模块对晶振频率进行计数，每一种晶振对应益个计数器，前端三个晶振的输入对应三个计数器，计数模块对输入的三个时钟频率进行处理，在相同时间段内，对采集的时钟上升沿数量进行计数，分别得到第一频点数、第二频点数和第三频点数。FPGA测试逻辑中的比对模块对输入的第一频点数、第二频点数和第三频点进行处理，比对模块对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行两两对比，得到三项比对结果；如图3和图4所示，具体的比对结果具体计算方式为：利用三个晶振频率的最小公倍数得到的对应倍频数值A、B、C，在比对模块中，对第一频点数、第二频点数和第三频点数分别乘以各自对应的倍频数值得到第一倍化频点数、第二倍化频点数和第三倍化频点数，将第一倍化频点数、第二倍化频点数和第三倍化频点数进行两两求差值得到第一比对结果、第二比对结果和第三比对结果。
处理器读取比对结果并判断晶振工作状态：
处理器通过通信接口(SPI或I 2C)读取FPGA3中比对模块的三项比对结果，按照合格判据对比对结果数值进行判定，根据判定结果进行分析，并将最终晶振工作状态结果通过串口打印显示。具体分析过程为：
当三个晶振均工作正常，此时三个比对结果均为合格。
当三个晶振中某个晶振出现频率异常时，将会造成该晶振在计数模块中记录的频点数异常，从而导致由该频点数计算出的两个比对结果不满足合格判据。处理器根据该分析方法可识别出故障晶振。如第一比对结果小于阈值、第二比对结果大于阈值、且第三比对结果大于阈值，则说明第三晶振异常。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过FPGA分别采集第一晶振、第二晶振和第三晶振输出的时钟频率；
通过FPGA中计数模块对获取的第一晶振、第二晶振和第三晶振输出的时钟频率进行处理：在相同时间段内，计数模块对采集到的第一晶振、第二晶振和第三晶振的时钟上升沿数量进行计数分别得到第一频点数、第二频点数和第三频点数；
FPGA对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行分析得到分析结果；
处理器获取FPGA中的分析结果，根据分析结果判断判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况。
2.根据权利要求1所述的应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，其特征在于，FPGA对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行分析得到分析结果的步骤包括：比对模块对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行两两对比，得到三项比对结果；
处理器获取FPGA中的分析结果，根据分析结果判断判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况的步骤包括：
处理器获取FPGA中的比对模块的三项比对结果，根据三项比对结果判断第一晶振、第二晶振和第三晶振的异常情况。
3.根据权利要求2所述的应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，其特征在于，比对模块对第一频点数、第二频点数和第三频点数进行两两对比，得到三项比对结果的步骤包括：利用三个晶振频率的最小公倍数得到的对应倍频数值A、B、C，在比对模块中，对第一频点数、第二频点数和第三频点数分别乘以各自对应的倍频数值得到第一倍化频点数、第二倍化频点数和第三倍化频点数，将第一倍化频点数、第二倍化频点数和第三倍化频点数进行两两求差值，得到三个差值作为三项比对结果。
4.根据权利要求2所述的应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，其特征在于，所述处理器通过通信接口获取FPGA中的比对模块的三项比对结果。
5.根据权利要求1所述的应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，其特征在于，所述FPGA通过MCS配置文件进行配置。
6.根据权利要求1所述的应用于航电系统的晶振频率实时检测方法，其特征在于，所述处理器得到判断结果后通过串口打印显示。
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