CN201754168U

CN201754168U - 一种位控指令变换器测试台

Info

Publication number: CN201754168U
Application number: CN2009203500511U
Authority: CN
Inventors: 王铮; 梅玥; 丁辉; 康涛; 任浩; 张晓玲
Original assignee: BEIJING SPACEFLIGHT TUOPU HIGH TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING SPACEFLIGHT TUOPU HIGH TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2019-12-24

Abstract

本实用新型属于一种测试系统，具体涉及一种对位控指令变换器进行测试的装置。一种位控指令变换器测试台包括上位数据处理计算机、决策控制计算机、功能扩展电路板、供配电系统，上位数据处理计算机由通用计算机构成，决策控制计算机采用基于FPGA+DSP的线性流水阵列架构，上位数据处理计算机与决策控制计算机通过USB2.0接口；决策控制计算机与功能扩展电路板通过IO接口相连，所述的功能扩展电路板包括控制信号输入，多路指令信号输出，码同步、帧同步信号的输出和群信号的输入，按照决策控制计算机的控制信号来控制供配电系统中的程控电源输出。该测试台能够自动、快速、高效的对位控指令变换器进行检测。

Description

一种位控指令变换器测试台

技术领域

本实用新型属于测试系统，具体涉及一种对位控指令变换器进行测试的装置。

背景技术

指令变换器广泛应用于各种电子设备中，负责将输入的位控指令电信号进行识别、编码或者其他处理。传统的人工测试指令变换器的方法只能在指令变换器调试阶段部分实现，测试时，设计员用稳压电源和万用表手动测试和校准，每次测试一路，即将28V电压加在位控指令变换器相应的节点上，通过观察指令输入是否有效来判定变换器对该路信号接收是否正确，变换器调试结束正式生产后则完全无法人工测试。因而，现有的人工测试方法，复杂且费时费力，同时要求操作人员有很高的技术知识，测试结果不易保存。人工测试方法只能在实验室进行，测试的覆盖性得不到保证。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是，提供一种对位控指令变换器进行自动测试的测试台，能够自动、快速、高效的对位控指令变换器进行检测。

本实用新型的技术方案是：一种位控指令变换器测试台，包括：

一种位控指令变换器测试台，包括上位数据处理计算机、决策控制计算机、功能扩展电路板、供配电系统，其中：上位数据处理计算机由通用计算机构成，决策控制计算机采用基于FPGA+DSP的线性流水阵列架构，完全由数字电路系统组成；上位数据处理计算机与决策控制计算机通过USB2.0接口；决策控制计算机与功能扩展电路板通过IO接口相连，所述的功能扩展电路板接收决策控制计算机发送的控制信号和被测设备返回的包含位控指令信息的群信号，且输出指令信号、码同步和帧同步信号；所述群信号、码同步和帧同步信号均为脉冲信号，被测设备在码信号的上升沿发送群信号，功能扩展板在码同步信号的下降沿接收群信号；所述的供配电系统实现对整个系统的供电和电平转换，包括对决策控制计算机的供电，对功能扩展电路板的供电，对被测设备的正常工作供电以及测试供电。

如上所述的一种位控指令变换器测试台，其中：FPGA芯片采用XILINX公司的XC2V1000，DSP芯片采用TI公司的TMS320C6713BPYP。

如上所述的一种位控指令变换器测试台，其中：所述的FPGA使用IO口控制功能扩展电路板中的光耦开关，将电压输出至位控指令变换器的相应输入接口，功能扩展电路板通过接收被测设备返回的群信号，并将群信号与发出的指令信号相比较。

如上所述的一种位控指令变换器测试台，其中：所述功能扩展板输出的指令信号为有28v电压输出或无电压输出。

如上所述的一种位控指令变换器测试台，其中：所述功能扩展电路板中的光耦开关，即光耦选通电路，采用两级驱动电路。

如上所述的一种位控指令变换器测试台，其特征在于：供配电系统为决策控制计算机提供为5V电源，为功能扩展电路板提供+5V和+28V电源，为被测设备的正常工作提供1路28±3V的直流连续可调电源。

本实用新型的有益效果是：

1.系统具有自检功能，能够确认测试台工作是否正常。

2.给被测设备提供1路28±3V直流连续可调电源及供电检测，用于对被测设备做拉偏试验，电源驱动能力大于等于1.5A。

3.指令信号的幅度为27V(源为28V)，可达到120路，每路的驱动能力不小于15mA，每个指令的发出与结束与其它指令互不干扰，按次序工作，任意路可以同时工作。

4.可单独测试变换器接收某一路或某几路指令信号是否正确，也可自动对多路信号指令依次测试，并自动判断和计算变换器接收指令的正确情况。

5.各电源插头、信号连接均有加固措施。

6.系统稳定性高、可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种位控指令变换器测试台的示意图；

图2是决策控制计算机组成示意图；

图3是位控指令变换器测试台的组成图；

图4是位控指令变换器测试台功能扩展板框图；

图5是指令信号输出电路原理图；

图中：Q1、Q2为三极管，起到驱动作用，R1、R2、R10、R11为保护电阻，A1为光伏继电器(PhotoMOS Relay)，起隔离、开关作用，将28V输出到被测设备，RA48、RA35为匹配电阻，使本测试台阻抗与被测设备匹配；

图6是位控指令变换器与被测设备的通讯时序图；

图7是位控指令变换器测试台软件流程。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

如图1所示，位控指令变换器测试台包括上位数据处理计算机、决策控制计算机、功能扩展电路板、供配电系统。

上位数据处理计算机为一通用计算机，运行有主控软件，通过USB2.0接口与下位的决策控制计算机进行通讯，实现对决策控制计算机控制指令和参数的加载，同时接受下位决策控制计算机采集上传的数据。

由于采用通用计算机系统，上位数据处理计算机能够完成主控软件的运行，实现良好的人机交互环境，以进行相应的参数设置、系统自检、手动操作、按流程自动操作，数据显示，动态曲线显示，对采集数据的自动分析与判读，存储，打印；上位数据处理计算机的主控软件采用了LabwindowsCVI8.5，可实现测试台状态检测、单项手动控制、系统自动检测、实验数据处理与分析等功能。

决策控制计算机是下位测试系统的核心，根据上位数据处理计算机的信息实现对应的IO量控制、指定的编码输出；完成与被测设备的通讯，实现外部信号的采集、分析处理，通过外存储介质实现数据的保存备份，同时将得到的被测设备数据通过USB2.0接口上传，由上位机进行分析处理。

如图2所示，决策控制计算机采用基于FPGA+DSP的线性流水阵列架构，完全由数字电路系统组成，实现高速高精度的采集和计算；

决策控制计算机的输入为上位处理计算机的输出指令，该指令可通过USB2.0接口传输。其中FPGA主要具有各种数据接口，包括：2个RS422接口，1个USB2.0接口，1个RS232接口，1个JTAG接口，1个LVDS接口；128MBit的外部高速缓存；4MBit的外部参数与数据存储(掉电非易失性)；同时完成与DSP的数据传递以及对系统中各个器件工作状态的配置。FPGA内部具有以下几个模块：时钟分频模块，RS422模块，RS232模块，IO信号控制模块，DSP通讯模块，编码/解码模块，数据缓存模块，数据查表模块，综合管理模块，USB2.0模块，AD采集模块，DA控制模块，IIC存储模块，时钟与复位模块等。FPGA芯片采用XILINX公司的XC2V1000，100万系统门密度的现场可编程逻辑门阵列，FG456封装，具有324个IO口供系统使用，对LVDS接口具有良好的编程支持。

DSP主要完成相关的数据计算以及相关算法的实现，完成数据的备份存储，具有大数据量数据计算分析的能力。外部具有1个JTAG接口，1个RS422接口，1个RS232接口，1个USB2.0接口，同时还具有64MBit的数据存储器，4MBit的程序存储器。DSP芯片采用TI公司的TMS320C6713BPYP，32位浮点数字信号处理器，具有200MHz主频，1G的浮点运算能力。

DSP的USB2.0接口用于使用外部存储器，FPGA的USB2.0接口用于与上位数据处理计算机通讯。

决策计算机上的数字电源电路将外部供配电系统提供的5V电源转换为决策计算机需要的电平，采用了4片TPS5461X系列开关电源芯片来满足整个决策计算机的供电需求。电源设计满足DSP，FPGA等芯片工作电压、电流及纹波指标要求。

决策控制计算机与功能扩展电路板通过IO接口相连。

如图3所示，功能扩展电路板包括驱动电路、继电器、保护电阻及多种通讯接口。功能扩展电路板接收决策控制计算机输出的IO控制信号；按照决策控制计算机输出的指令信号来控制电源而输出120路28V带电指令信号给被测设备。其具体结构如下所述：

FPGA使用IO口控制光耦开关，使电压输出至位控指令变换器的120路输入接口中的其中一路；如图5所示，光耦选通电路采用两级驱动电路，其中，Q1、Q2为三极管，起驱动作用；R1、R2、R10、R11为保护电阻。A1为光伏继电器(PhotoMOS Relay)，起隔离、开关作用。RA48、RA35为匹配电阻，使本测试台阻抗与被测设备匹配。

两级驱动电路优点：IO信号经过两级驱动电路，既保证了电流驱动能力，又使得IO信号与输出信号完全隔离。光伏继电器体积小、寿命长。输入电流小，相应速度快，避免了电磁继电器的反向线圈激励，保护前级电路。输出阻抗小，完全满足本设备使用。

功能扩展电路板输出28V指令信号，测试台模拟外系统为被测设备提供120路带电指令信号，指令信号的幅度为27V(源为28V)，每路的驱动能力不小于15mA，指令信号为开关量，通过常开触点控制指令的断开与闭合，可以通过上位机的软件控制触点闭合，发出指令信号，每个指令的发出与结束与其它指令互不干扰，按次序工作，任意路可同时工作。

功能扩展电路板接受的控制驱动信号由决策控制计算机发出，对外输出的电指令信号电源由供配电系统提供。开关信号的控制器件采用松下的IR系列大功率光耦来实现。

功能扩展板输出两种脉冲作为被测信号的帧同步和码同步信号，用于被测设备数据的采集和传输：其中码同步信号8个脉冲为1路，360路为1帧；帧同步信号作为一帧信号的起始标志，每帧出1个脉冲。功能扩展板接收被测设备返回的群信号。群信号是被测设备发出的脉冲信号，8位为1路，360路为一帧，包含120路位控指令信息。

被测设备在码信号的上升沿发送群信号。功能扩展板在码同步信号的下降沿接收群信号。功能扩展板在360路群信号中解码出120路位控指令信息。当某路位控指令输出28V电压时，群信号中其对应位置为“1”；若该指令信号未输出，群信号中其对应位置为“0”。决策计算机将发出的指令信号与接收的群信号比较，逐一判断是否一致。

测试台需要模拟中心程序器状态对群信号的接收，被测设备传递的信号为5V电平，光耦隔离后转换为3.3V电平，经功能扩展电路板传输给决策控制计算机，限流后决策控制计算机FPGA对此信号进行解码，判断被测设备返回的指令信号与测试台输出的指令信号是否一致。

帧同步信号、码同步信号、群信号的时序图如图6所示。

供配电系统为决策控制计算机提供5V电源，为功能扩展电路板提供+5V和+28V电源，为被测设备的正常工作提供1路28±3V的直流连续可调电源。

对位控指令变换器进行测试的过程：

位控指令变换器测试台是在对测量系统进行分系统测试时提供信号源(模拟外系统发信号)并对被测设备回传的数据进行采集、分析、显示、存储、自动判读、打印等。整个测试过程是通过软件控制实现的，如图7所示，步骤如下：

1、开始

2、系统自检

系统启动后首先需要进行自检，以确保计算机、通讯端口、测试台工作是否正常。

USB电缆连接测试：用于测试计算机USB端口与测试台连接通讯是否正常，防止连接电缆、USB口等异常。

检查FPGA是否工作正常；

USB电缆如果连接正常之后，询问FPGA芯片，如果反应正常，则认为决策控制计算机可以正常工作。

3、测试台手动测试器

3.1、指令选择模块

对上位数据处理计算机的软件进行操作，从120路通道中选择1路或多路发出位控指令；

3.2、指令信号输出模块

决策控制计算机在得到上位数据处理计算机的数据后，将指令发给功能扩展板，功能扩展板通过码同步、帧同步信号将指令发送给被测设备。

3.2、群信号接受模块

被测位控指令测试台接受指令后，经解码判断，再将指令信息以群信号的返回给测试台。

3.3、群信号判断模块

群信号中包含120路信号的指令信息，经功能扩展板、决策控制计算机传到上位数据处理计算机，且显示上位数据处理计算机上，操作人员判断被测设备是否接收变换正确。

4、自动测试器

先设定自动测试方式，即依次输出120路指令信号，群信号经功能扩展板传入决策控制计算机，在FPGA内与发送指令比较，自动判断被测设备对相应路信号的接收和处理是否正确。若匹配错误时，停止测试。若120路信号经测试后均正确，测试自动结束。

5、生成和打印试验报告

在完成上述过程后，测试台可以根据上述测量结果生成相应的报告。

由于使用了便于配置的通用计算机以及DSP芯片和FPGA芯片，通过对被测设备返回信号的判断，得出被测位控指令变换器是否工作正常，所述位控指令变换器输出最多120路指令信号。

Claims

1.一种位控指令变换器测试台，包括上位数据处理计算机、决策控制计算机、功能扩展电路板、供配电系统，其特征在于：上位数据处理计算机由通用计算机构成，决策控制计算机采用基于FPGA+DSP的线性流水阵列架构，完全由数字电路系统组成；上位数据处理计算机与决策控制计算机通过USB2.0接口；决策控制计算机与功能扩展电路板通过IO接口相连，所述的功能扩展电路板接收决策控制计算机发送的控制信号和被测设备返回的包含位控指令信息的群信号，且输出指令信号、码同步和帧同步信号；所述群信号、码同步和帧同步信号均为脉冲信号，被测设备在码信号的上升沿发送群信号，功能扩展板在码同步信号的下降沿接收群信号；所述的供配电系统实现对整个系统的供电和电平转换，包括对决策控制计算机的供电，对功能扩展电路板的供电，对被测设备的正常工作供电以及测试供电。

2.如权利要求1所述的一种位控指令变换器测试台，其特征在于：FPGA芯片采用XILINX公司的XC2V1000，DSP芯片采用TI公司的TMS320C6713BPYP。

3.如权利要求1所述的一种位控指令变换器测试台，其特征在于：所述的FPGA使用IO口控制功能扩展电路板中的光耦开关，将电压输出至位控指令变换器的相应输入接口，功能扩展电路板通过接收被测设备返回的群信号，并将群信号与发出的指令信号相比较。

4.如权利要求1所述的一种位控指令变换器测试台，其特征在于：所述功能扩展板输出的指令信号为有28v电压输出或无电压输出。

5.如权利要求1所述的一种位控指令变换器测试台，其特征在于：所述功能扩展电路板中的光耦开关，即光耦选通电路，采用两级驱动电路。

6.如权利要求1所述的一种位控指令变换器测试台，其特征在于：供配电系统为决策控制计算机提供为5V电源，为功能扩展电路板提供+5V和+28V电源，为被测设备的正常工作提供1路28±3V的直流连续可调电源。