CN204989875U - 一种基于fpga的可重构测试仪器 - Google Patents
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Abstract
一种基于FPGA的可重构测试仪器，它包括主处理FPGA芯片、从处理FPGA芯片、USB接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路、TFT-LCD、SDRAM存储器、FLASH存储器、配置存储器、JTAG接口和接口总线，USB接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路、TFT-LCD、SDRAM存储器、FLASH存储器、配置存储器分别与主处理FPGA芯片相连，主处理FPGA芯片通过JTAG接口与PC机相连，主、从处理FPGA？芯片之间采用直接连线的方式进行数据互联，接口总线分别与主、从处理FPGA芯片和仪器接口相连。本实用新型实现了用户可定制动态可重构的特性，满足了超大规模系统的测试要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试装置，具体地说是一种基于FPGA的可重构测试仪器，属于电子测试测量技术领域。
背景技术
在数字逻辑系统设计逐渐复杂化的发展下，ASIC模式的单片系统、可编程芯片等正在朝着超大规模、高密度、精工艺的方向发展。一个大规模的数字系统是由各种独立或部分相关的组合逻辑或时序逻辑功能模块组合而成的。但是，无论是组合逻辑功能，还是时序逻辑功能，或者是二者的有机混合功能，从系统运行的整体时间上来看，系统中的各个功能模块并不是同时或者时刻都在工作，而是根据系统外设的功能要求，像计算机的操作系统一样，轮流或循环地被唤醒与挂起。由此可以看出，在一个大规模的复杂数字系统下，这种传统方案存在很大缺陷，使得系统模块资源不能得到有效充分的利用，而且，效率也不高。
传统测试系统由于专用性强、相互不兼容、扩展性差、缺乏通用化、模块化，不能共享软硬件组成，不仅使开发效率低下，而且使得开发一套复杂测试系统的价格高昂。因此，在数字化系统越来越复杂，功能要求越来越多样化的背景下，寻求一种高效的、逻辑资源能够得到充分利用的、可以实现功能切换的显得计算系统是很必要的。
实用新型内容
为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种基于FPGA的根据用户定制实现可快速重构的测试仪器。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，包括主处理FPGA芯片、从处理FPGA芯片、USB接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路、TFT-LCD、SDRAM存储器、FLASH存储器、配置存储器、JTAG接口和接口总线，所述的USB接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路、TFT-LCD、SDRAM存储器、FLASH存储器、配置存储器分别与主处理FPGA芯片相连，所述主处理FPGA芯片通过JTAG接口与PC机相连，所述的主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片之间采用直接连线的方式进行数据互联，所述接口总线分别与主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片相连，接口总线还与仪器接口相连。
优选地，所述接口总线包括PCI总线和/或GPIB总线。
优选地，所述配置存储器包括串行配置存储器EPCS16。
优选地，所述主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片为Altera公司生产的型号为EP3C25F324C8的CYCLONEIIIFPGA芯片。
优选地，所述FLASH存储器包括AMD29LV125M123R芯片。
优选地，所述SDRAM存储器包括MT48LC4M32B4芯片。
优选地，所述以太网接口电路包括LAN91C111以太网控制器。
优选地，所述TFT-LCD包括型号为TD035STB2的3.5寸液晶显示屏。
优选地，所述USB接口电路包括USB接口芯片FT245BM。
本实用新型的可重构测试仪器主要由PC机、主处理FPGA、从处理FPGA和外围电路构成，其工作原理为：PC机可以控制主处理FPGA实现对可重构从处理FPGA的管理，实现不同的测量功能；也可以通过主处理FPGA读取预先存储在配置存储器中的应用逻辑实现对从处理FPGA的动态重构，完成用户要求的功能。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型利用PC机控制主处理FPGA实现对可重构从处理FPGA的管理，实现不同的测量功能；主处理FPGA通过AS方式，配置基本工作逻辑，从处理FPGA工作在PS模式，这样主处理FPGA将配置芯片中的数据读出来，动态写到从处理FPGA实现动态配置的目的，实现了用户可定制动态可重构的特性，并且通过主处理FPGA和从处理FPGA的组合模式实现了大规模可编程逻辑资源的再次扩充，满足了超大规模系统的测试要求；与传统测试系统相比，大大减少了测试设备的维修成本、提高了资源利用率。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
如图1所示，本实用新型的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，包括主处理FPGA芯片、从处理FPGA芯片、USB接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路、TFT-LCD、SDRAM存储器、FLASH存储器、配置存储器、JTAG接口和接口总线，所述的USB接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路、TFT-LCD、SDRAM存储器、FLASH存储器、配置存储器分别与主处理FPGA芯片相连，所述主处理FPGA芯片通过JTAG接口与PC机相连，所述的主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片之间采用直接连线的方式进行数据互联，所述接口总线分别与主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片相连，接口总线还与仪器接口相连。优选地，所述接口总线包括PCI总线和/或GPIB总线。
优选地，所述配置存储器包括串行配置存储器EPCS16。
优选地，所述主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片为Altera公司生产的型号为EP3C25F324C8的CYCLONEIIIFPGA芯片。
优选地，所述FLASH存储器包括AMD29LV125M123R芯片。
优选地，所述SDRAM存储器包括MT48LC4M32B4芯片。
优选地，所述以太网接口电路包括LAN91C111以太网控制器。
优选地，所述TFT-LCD包括型号为TD035STB2的3.5寸液晶显示屏。
优选地，所述USB接口电路包括USB接口芯片FT245BM。
该可重构测试仪器主要由PC机、主处理FPGA和从处理FPGA构成，其工作原理为：PC机可以控制主处理FPGA实现对可重构从处理FPGA的管理，实现不同的测量功能；也可以通过主处理FPGA读取预先存储在配置存储器中的应用逻辑实现对从处理FPGA的动态重构，完成用户要求的功能。
下面对PC机、主处理FPGA和从处理FPGA三部分的功能具体介绍如下：
1、PC机用于向主处理FPGA发送命令和接收来自底层主处理FPGA采集的数据和现场情况，也可以对底层主处理FPGA进行逻辑配置；
2、主处理FPGA一方面接收PC机的发送来的命令对可重构从处理FPGA进行配置同时也可以接收自身的配置数据进行自我配置，同时还把可重构测试仪器的工作状况上传给PC机进行处理；
3、可重构从处理FPGA接收主处理FPGA的配置数据对自身进行配置同时还将驱动测试仪器端口，和外界打交道，将工作状况传给PC机。
本实用新型首先是硬件可重构，采用FPGA作为控制逻辑单元，因此可以实现由处理器动态更新FPGA内部的电路配置，实现硬件电路重构；其次是应用界面组态生成技术，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具；结合高分辨率的LCD触摸屏实现良好的人机界面。另外一体化的结构，降低了成本，缩小了体积。
以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，包括主处理FPGA芯片、从处理FPGA芯片、USB接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路、TFT-LCD、SDRAM存储器、FLASH存储器、配置存储器、JTAG接口和接口总线，所述的USB接口电路、RS232接口电路、以太网接口电路、TFT-LCD、SDRAM存储器、FLASH存储器、配置存储器分别与主处理FPGA芯片相连，所述主处理FPGA芯片通过JTAG接口与PC机相连，所述的主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片之间采用直接连线的方式进行数据互联，所述接口总线分别与主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片相连，接口总线还与仪器接口相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，所述接口总线包括PCI总线和/或GPIB总线。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，所述配置存储器包括串行配置存储器EPCS16。
4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，所述主处理FPGA芯片和从处理FPGA芯片为Altera公司生产的型号为EP3C25F324C8的CYCLONEIIIFPGA芯片。
5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，所述FLASH存储器包括AMD29LV125M123R芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，所述SDRAM存储器包括MT48LC4M32B4芯片。
7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，所述以太网接口电路包括LAN91C111以太网控制器。
8.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，所述TFT-LCD包括型号为TD035STB2的3.5寸液晶显示屏。
9.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的可重构测试仪器，其特征是，所述USB接口电路包括USB接口芯片FT245BM。
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| CN106155041A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-23 | 北京控制工程研究所 | 一种可重构测试设备适配装置及测试方法 |
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