CN208984733U - 连接线的测试设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于测试和自动化技术领域，提供了一种连接线的测试设备，包括用于测试所述连接线的测试系统，所述测试系统又包括：继电器开关矩阵电路，包括多个所述继电器开关，多个所述继电器开关相互连接形成行列式矩阵的拓扑结构，所述连接线连接于所述电路的至少一个的输入端和输出端；矩阵控制模块，与所述继电器开关矩阵电路电性连接，控制所述继电器开关矩阵电路中对应的所述继电器开关的闭合和/或断开；数据采集和转换模块，与所述继电器开关矩阵电路的数据输入端口连接；控制分析模块，与所述矩阵控制模块和信号采集和转换模块电性连接。借此，本实用新型的连接线的测试设备简化连接线的测试系统的电路的设计，缩短研发周期。
Description
技术领域
本实用新型涉及测试和自动化技术领域，尤其涉及一种连接线的测试设备。
背景技术
目前开发、生产一款新线材，产线测试所需机台的研发分为硬件测试系统的搭建和软件编写验证。其中，所述硬件测试系统的研发周期长，并且线路复杂，所用控制板数量多，同时测试机台功能单一且需求量较低，由此导致研发效率不高，研发成本大，研发速度难以满足需求交期。其次，已投线使用的测试设备的故障维修难度大，工程师在维修旧机台时，需重新分析所述硬件测试系统的电路，分析测试原理，检修故障区域，难度相当于重新研发一款测试设备。
现有的测试设备开发过程中，硬件设计相对比较复杂，运用单片机控制系统的方案，根据不同的测试需求，硬件设计需要在单片机控制的系统配置电路基础上增加不同的扩展电路部分，使整个电路设计的工作量增大，影响开发时间；因此，当扩展电路越多，系统设计所需要的芯片、器件、去耦滤波、电路板之间复杂的布线、通道间的隔离和屏蔽会导致系统的抗干扰能力、可靠性和稳定性较差，在这样的环境下，设备需经常维修，不同设备的复杂程度也会导致维修困难，耗时较长。
在发明名称为“一种线材测试装置”，申请号为CN201320598905.4中国专利中，公开了一种线材测试装置，由测试数据发送模块、测试数据接收模块、主控模块以及测试结果指示模块的组成线材测试装置，优选设置线材类型选择模块，与主控模块连接，选择测试线材的类型。线材类型包括RJ11电话线、 USB线以及RJ45网线。其缺点是测试数据发送模块与测试数据接收模块通过线材直接连接，导致测试装置的通用性低，虽然通过线材类型选择模块对三种线材进行选择，但可选择性少，对其它线材进行测试时，需要重新设计硬件测试电路。
综上可知，现有技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种连接线的测试设备，简化连接线的测试系统的电路的设计，缩短研发周期。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种连接线的测试设备，包括用于测试所述连接线的测试系统，所述测试系统又包括：
继电器开关矩阵电路，包括多个所述继电器开关，多个所述继电器开关相互连接形成行列式矩阵的拓扑结构，所述连接线连接于所述电路的至少一个的输入端和输出端；
矩阵控制模块，与所述继电器开关矩阵电路电性连接，接收控制指令，根据所述控制指令控制所述继电器开关矩阵电路中对应的所述继电器开关的闭合和/或断开；
数据采集和转换模块，与所述继电器开关矩阵电路的数据输入端口连接，接收测试数据信息，并将所述测试数据信息通过数模转换后输入到所述继电器开关矩阵电路；以及将采集到的根据所述测试数据信息在所述电路中对所述连接线进行测试的测试结果数据返回；
控制分析模块，与所述矩阵控制模块和信号采集和转换模块电性连接，发送所述控制指令和测试数据信息，并将接收到的所述测试结果数据与预设的参考数据进行比对，输出所述连接线的测试结果信息。
根据所述的测试设备，所述测试系统还包括：
人机交互模块，与所述控制分析模块通过人机交互接口连接，所述人机交互模块包括：
指令输入子模块，接收用户输入的控制信息；
信息处理传送子模块，将与所述控制信息对应的控制指令和/或测试数据信息发送到所述控制分析模块；
显示子模块，显示用户输入的控制信息和/或所述连接线的测试结果信息。
根据所述的测试设备，所述继电器开关矩阵电路包括排列为N行和M列的多个所述继电器开关，其中N和M为大于1的自然数；
所述继电器开关具有第一输入端、第二输入端、常闭输出端以及常开输出端；每个所述继电器开关的所述第一输入端连接电源；每列的各个所述继电器开关的常闭输出端相互连接并形成第一总输出端口；第一至第N-1行中，每行的各个所述继电器开关的常开输出端相互连接并形成第二总输出端口；第N行的所述第二输入端相互连接并形成网络总输入端口。
根据所述的测试设备，所述矩阵控制模块包括I/O控制芯片，通过I2C总线输入所述控制指令至所述I/O控制芯片中，所述I/O控制芯片根据所述控制指令控制所述继电器开关矩阵电路中对应的所述继电器开关的闭合和断开。
根据所述的测试设备，所述数据采集和转换模块包括：
数据采集子模块，采集所述测试结果数据以及接收所述测试数据信息；
转换子模块，将所述测试结果数据和测试数据信息分别进行数模转换或模数转换。
根据所述的测试设备，所述继电器开关的工作电压为5V，所述继电器开关为电磁继电器开关；
所述控制分析模块为一微控制单元。
根据所述的测试设备，所述测试设备还包括：
矩阵扩展板，包括多个安装位，多个安装位与多个所述继电器开关和/或所述矩阵控制模块的排列位置相适配；
多个所述继电器开关和矩阵控制模块分别安装于多个所述安装位。
根据所述的测试设备，所述矩阵扩展板上设置有扩展数据输入端口，用于叠加所述矩阵扩展板。
本实用新型通过将连接线的测试设备设置为包括用于测试所述连接线的测试系统，所述测试系统又包括继电器开关矩阵电路、矩阵控制模块、数据采集和转换模块以及控制分析模块，继电器开关矩阵电路包括多个所述继电器开关，并且多个所述继电器开关相互连接形成行列式矩阵的拓扑结构，所述连接线连接于所述电路的至少一个的输入端和输出端；所述继电器开关矩阵电路中的所述继电器开关的闭合和/或断开通过矩阵控制模块根据接收的所述控制指令控制，将数据采集和转换模块作为输入数据连接所述继电器开关矩阵电路的数据输入端口，控制分析模块，与所述矩阵控制模块和信号采集和转换模块电性连接，发送所述控制指令和测试数据信息，并将接收到的所述测试结果数据与预设的参考数据进行比对，输出所述连接线的测试结果信息。由此，克服了所述连接线的测试设备开发过程中硬件测试系统电路设计难且耗时的问题。借此，本实用新型的连接线的测试设备简化硬件测试系统的电路的设计，缩短研发周期。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的连接线的测试设备的模块连接示意图；
图2是本实用新型实施例提供的继电器开关矩阵电路的电路图。
其中，附图标记：
200-连接线的测试设备 100-测试系统
10-继电器开关矩阵电路 11-继电器开关
111-第一输入端 112-第二输入端
113-常闭输出端 114-常开输出端
20-矩阵控制模块 30-数据采集和转换模块
31-数据采集子模块 32-转换子模块
40-控制分析模块 50-人机交互模块
51-指令输入子模块 52-信息处理传送子模块
53-显示子模块 60-连接线
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但不必然每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这种表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，无论有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。
在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
参见图1～图2，在本实用新型的一个实施例中提供了一种连接线的测试设备200，包括用于测试连接线60的测试系统100，测试系统100又包括：
继电器开关矩阵电路10，包括多个继电器开关11，多个继电器开关11相互连接形成行列式矩阵的拓扑结构，连接线60连接于所述电路的至少一个的输入端和输出端；
矩阵控制模块20，与继电器开关矩阵电路10电性连接，接收控制指令，根据所述控制指令控制继电器开关矩阵电路10中对应的继电器开关11的闭合和/ 或断开；
数据采集和转换模块30，与继电器开关矩阵电路10的数据输入端口连接，接收测试数据信息，并将所述测试数据信息通过数模转换后输入到继电器开关矩阵电路10；以及将采集到的根据所述测试数据信息在所述电路中对连接线60 进行测试的测试结果数据返回；
控制分析模块40，与矩阵控制模块20和信号采集和转换模块电性连接，发送所述控制指令和测试数据信息，并将接收到的所述测试结果数据与预设的参考数据进行比对，输出连接线60的测试结果信息。
该实施例中，该连接线的测试设备200的继电器开关矩阵电路10采用的级联式继电器开关网络的拓扑结构的实现，使得可以在不改变任何硬件连线的情况下，通过软件灵活控制连接线60的输入/输出通道，实现了被测试信号源、控制分析模块40与连接线60的I/O(Input/Output，输入输出)接口之间的灵活连接，不仅精简了硬件电路，而且良好的设计思路也增加了整个系统的通用性和可扩展性能。具体的是，继电器开关矩阵电路10包括多个继电器开关11，多个继电器开关11相互连接形成行列式矩阵的拓扑结构，连接线60连接于所述电路的至少一个的输入端和输出端；继电器开关11矩阵使用行列式矩阵的拓扑结构，使用行列式形式同时连接多个输入和输出，即任意一行可以与任意数量的列或者任意一列可以与任意数量的行相连接，处在行与列交界点有一个继电器开关11，当其闭合时表示对应的行与列接通。继电器开关11在一定输入量的前提下，有着能够切换较大的电流和电压的优势，并且本实用新型实施例的测试系统100使驱动控制电路与被控点电路完全隔离，能对测试系统100起到保护和隔离的作用。矩阵控制模块20接收控制分析模块40发送的所述控制指令，并根据所述控制指令控制继电器开关矩阵电路10中对应的继电器开关11的闭合和/或断开；控制分析模块40发送所述测试数据信息至继电器开关矩阵电路 10，继电器开关矩阵电路10选择被测试的连接线60的I/O口输入所述测试数据信息对连接线60进行测试，数据采集和转换模块30将采集到的根据所述测试数据信息在所述电路中对所述连接线60进行测试的测试结果数据转换成数字信号后返回至控制分析模块40，控制分析模块40将接收到的所述测试结果数据与预设的参考数据进行比对，由此可以获得该连接线60的测试情况。输出连接线 60的测试结果信息。其中预设的参考数据是被测试连接线60的正常产品属性参数值。矩阵控制模块20通过根据所述控制指令，控制继电器开关矩阵电路10 中对应的继电器开关11的打开或闭合，由此构成该连接线60的测试数据信息中所需要的测试电路进行测试，将测试设备200简化硬件测试系统100的电路的设计，缩短研发周期。
参见图1，在本实用新型的一个实施例中，测试系统100还包括：
人机交互模块50，与控制分析模块40通过人机交互接口连接，人机交互模块50包括：
指令输入子模块51，接收用户输入的控制信息；
信息处理传送子模块52，将与所述控制信息对应的控制指令和/或测试数据信息发送到控制分析模块40；
显示子模块53，显示用户输入的控制信息和/或连接线60的测试结果信息。
在该实施例中，通过设置人机交互模块50实现人机交互，具体的是，用户输入控制信息通过指令输入子模块51接收，并且信息处理传送子模块52，将与所述控制信息对应的控制指令和/或测试数据信息发送到控制分析模块40，用户输入的控制信息和/或连接线60的测试结果信息通过设置显示子模块53进行显示。该连接线60可以是各种电连接线，如电脑及其外设的连接线，或者公母连接线，以及电话线、USB线以及网线等。
参见图2，在本实用新型的一个实施例中，继电器开关矩阵电路10包括排列为N行和M列的多个所述继电器开关11，其中N和M为大于1的自然数；
继电器开关11具有第一输入端111、第二输入端112、常闭输出端113以及常开输出端114；每个继电器开关11的第一输入端111连接电源；每列的各个继电器开关11的常闭输出端113相互连接并形成第一总输出端口；第一至第 N-1行中，每行的各个继电器开关11的常开输出端114相互连接并形成第二总输出端口；第N行的所述第二输入端112相互连接并形成总输入端口。
在该实施例中，继电器开关矩阵电路10由排列为N行和M列的多个所述继电器开关11构成，这些继电器开关11在同行和同列中依次排列，形式上述的连接方式，由此，继电器开关矩阵电路10的输入端包括上述的第一输入端111、第二输入端112以及NET(网络)总输入端口。继电器开关矩阵电路10的输出端包括上述的常闭输出端113、常开输出端114、第一总输出端口以及第二总输出端口，根据测试连接线60的测试需求，可以选择对应的输入端和输出端连接。所述继电器开关矩阵电路10具有自检功能和网络测试功能，即可检修所述继电器开关矩阵电路10中单个所述继电器开关11的故障，也可以检测整个所述继电器开关矩阵电路10的电气连接状况。本实用新型实施例提供了所述测试系统 100启动时所述继电器开关矩阵电路10的自检功能。打开所述测试系统100的开关后，所述继电器开关矩阵电路10每一层的第一列所述继电器开关11同时闭合，在所述数据输入端同时输入一低电平，在网络端采集信号，若所有所述继电器开关11均能检测到低电平，则所有行的所述继电器开关11能正常工作，确认后，闭合第二行所述继电器开关11，并继续在网络端采集信号，逐行确认所述继电器开关11的性能是否良好；若某一个所述继电器开关11输出高电平，则判定该继电器开关11故障，检修后再进行开机自检。通过所述继电器开关矩阵电路10的自检功能，在生产测试时，能够快速响应故障类型，实现对硬件测试系统100的精确控制，利于检修及调试。具体地是，实施例中5×16继电器开关矩阵电路10，由5行16列所述继电器开关11构成，每个交叉点上都有一个所述继电器开关11，分别编号为RL1～RL80，第一总输出端口编号分别为 P1～P16，第二总输出端口编号分别为DATA1～DATA4，总输入端口为NET端，第1行的第二输入端112分别编号为A1～A16，第2行的第二输入端112分别编号为B1～B16，第3行的第二输入端112分别编号为C1～C16，第4行的第二输入端112分别编号为D1～D16。当测试开关打开时，本实施例会进行如下自检过程：在图2所示的继电器开关矩阵电路10中，继电器开关11为5V供电，第一步，在NET端施加低电平，则第一行的继电器开关11导通，所述显示子模块 53上自检点阵对应的一行继电器开关11显示自检通过。第二步，保持5V电源、 NET端电平不变化，在A16～D16端施加高电平，则所有继电器开关11导通，通过显示界面得到继电器开关11的自检结果，进而可以通过显示界面上显示自检不良的点的位置找到所述继电器开关矩阵电路10上故障的继电器开关11。进一步的，本实用新型实施例还具有继电器开关矩阵电路10的网络测试功能。通过闭合继电器开关矩阵电路10中不同继电器开关11，设置完成后，使用两份良品连接线60分别测试，在输入端输入低电平，查看两次测试的结果在所有输出端点对比是否一致，若一致，则继电器开关矩阵电路10的网络正常，否则网络故障。具体的是，本实用新型实施例提供了测试系统100中继电器开关矩阵电路10的网络测试功能。在图2所示的继电器开关矩阵电路10中，对每个继电器开关115V供电，第一步，在NET端施加低电平，即在NET(网络)总输入端口施加低电平，则第一行继电器开关11导通，使用一份良品连接线60进行测试，在DATA1～DATA4中输入高电平，按顺序闭合第二行的编号为RL49～RL64的继电器开关11，将第五行的各个继电器开关11的常开输出端114 分别编号为N1～N16，并在N1～N16端记录测试得到的电平，再使用第二份良品测试件进行同样的测试，若两次测试结果比对一致，则测试系统100的网络确认无故障。本实用新型实施例提供的自检功能、网络测试功能、逻辑功能测试、信号采集转接，利于检修及调试，并且在增加了这些功能后，并不会影响测试系统100的测试速度。在测试系统100完成继电器开关11的自检和继电器开关矩阵电路10的网络测试后，根据测试需求，使用矩阵控制模块20控制继电器开关矩阵电路10的上需闭合的继电器开关11，由数据输入端输入至数据采集和转换模块30，两信号通道采集接收的测试结果数据并转换为数字信号，输入至控制分析模块40进行分析和处理，并将接收到的所述测试结果数据与预设的参考数据进行比对，输出所述连接线60的测试结果信息。
在本实用新型的一个实施例中，矩阵控制模块20包括I/O控制芯片，通过I2C总线输入所述控制指令至所述I/O控制芯片中，所述I/O控制芯片根据所述控制指令控制所述继电器开关矩阵电路10中对应的继电器开关11的闭合和断开。根据不同的连接线60的测试需求，控制各个继电器开关11的闭合和断开，由此构成需要的测试电路。由此可见，对于现有技术存在的问题，本实用新型通过统一硬件电路的设计思路和方法解决现有技术存在的问题。在不改变单片机控制硬件电路的大前提下，设计可靠性高、成本价格增长不多的电路来代替和满足不同连接线60的测试设备需求的测试电路，并提供了电路可扩展性。
参见图1，在本实用新型的一个实施例中，所述数据采集和转换模块30包括：
数据采集子模块31，采集所述测试结果数据以及接收所述测试数据信息；
转换子模块32，将所述测试结果数据和测试数据信息分别进行数模转换或模数转换。
在本实用新型的一个实施例中，继电器开关11的工作电压为5V，继电器开关11为电磁继电器开关；
所述控制分析模块40为一微控制单元，即为MCU(Microcontroller Unit，单片机)。
在本实用新型的一个实施例中，所述测试设备200还包括：
矩阵扩展板，包括多个安装位，多个安装位与多个所述继电器开关11和/ 或矩所述阵控制模块的排列位置相适配；
多个所述继电器开关11和矩阵控制模块20分别安装于多个所述安装位。通过使用继电器开关矩阵电路10搭建矩阵扩展板，实现在进行常见电参数测试的基础上，进行小型信号采集传输，以及大型信号采集和信号切换。
此外，所述矩阵扩展板上设置有扩展数据输入端口，用于叠加所述矩阵扩展板。可以按需求叠加所述矩阵扩展板，连接扩展数据输入端口，达到增加I/O 口数量的目的。
综上所述，本实用新型通过将连接线的测试设备设置为包括用于测试所述连接线的测试系统，所述测试系统又包括继电器开关矩阵电路、矩阵控制模块、数据采集和转换模块以及控制分析模块，继电器开关矩阵电路包括多个所述继电器开关，并且多个所述继电器开关相互连接形成行列式矩阵的拓扑结构，所述连接线连接于所述电路的至少一个的输入端和输出端；所述继电器开关矩阵电路中的所述继电器开关的闭合和/或断开通过矩阵控制模块根据接收的所述控制指令控制，将数据采集和转换模块作为输入数据连接所述继电器开关矩阵电路的数据输入端口，控制分析模块，与所述矩阵控制模块和信号采集和转换模块电性连接，发送所述控制指令和测试数据信息，并将接收到的所述测试结果数据与预设的参考数据进行比对，输出所述连接线的测试结果信息。本实用新型实施例所述的继电器开关矩阵电路具有动态范围大、通道阻抗低、信号采集的精度高、通用性和扩展性能好等优点。本实用新型的测试系统为现有的测试治具开发项目提供了硬件系统框架，使测试设备的研发工作重点转移至软件编程，缩短了连接线的测试设备的研发周期。由此，克服了所述连接线的测试设备开发过程中硬件测试系统电路设计难且耗时的问题。借此，本实用新型的连接线的测试设备简化硬件测试系统的电路的设计，缩短研发周期。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种连接线的测试设备，包括用于测试所述连接线的测试系统，其特征在于，所述测试系统又包括：
继电器开关矩阵电路，包括多个所述继电器开关，多个所述继电器开关相互连接形成行列式矩阵的拓扑结构，所述连接线连接于所述电路的至少一个的输入端和输出端；
矩阵控制模块，与所述继电器开关矩阵电路电性连接，接收控制指令，根据所述控制指令控制所述继电器开关矩阵电路中对应的所述继电器开关的闭合和/或断开；
数据采集和转换模块，与所述继电器开关矩阵电路的数据输入端口连接，接收测试数据信息，并将所述测试数据信息通过数模转换后输入到所述继电器开关矩阵电路；以及将采集到的根据所述测试数据信息在所述电路中对所述连接线进行测试的测试结果数据返回；
控制分析模块，与所述矩阵控制模块和信号采集和转换模块电性连接，发送所述控制指令和测试数据信息，并将接收到的所述测试结果数据与预设的参考数据进行比对，输出所述连接线的测试结果信息。
2.根据权利要求1所述连接线的测试设备，特征在于，所述测试系统还包括：
人机交互模块，与所述控制分析模块通过人机交互接口连接，所述人机交互模块包括：
指令输入子模块，接收用户输入的控制信息；
信息处理传送子模块，将与所述控制信息对应的控制指令和/或测试数据信息发送到所述控制分析模块；
显示子模块，显示用户输入的控制信息和/或所述连接线的测试结果信息。
3.根据权利要求1所述连接线的测试设备，其特征在于，所述继电器开关矩阵电路包括排列为N行和M列的多个所述继电器开关，其中N和M为大于1的自然数；
所述继电器开关具有第一输入端、第二输入端、常闭输出端以及常开输出端；每个所述继电器开关的所述第一输入端连接电源；每列的各个所述继电器开关的常闭输出端相互连接并形成第一总输出端口；第一至第N-1行中，每行的各个所述继电器开关的常开输出端相互连接并形成第二总输出端口；第N行的所述第二输入端相互连接并形成网络总输入端口。
4.根据权利要求1所述连接线的测试设备，其特征在于，所述矩阵控制模块包括I/O控制芯片，通过I2C总线输入所述控制指令至所述I/O控制芯片中，所述I/O控制芯片根据所述控制指令控制所述继电器开关矩阵电路中对应的所述继电器开关的闭合和断开。
5.根据权利要求1所述连接线的测试设备，其特征在于，所述数据采集和转换模块包括：
数据采集子模块，采集所述测试结果数据以及接收所述测试数据信息；
转换子模块，将所述测试结果数据和测试数据信息分别进行数模转换或模数转换。
6.根据权利要求1所述连接线的测试设备，其特征在于，所述继电器开关的工作电压为5V，所述继电器开关为电磁继电器开关；
所述控制分析模块为一微控制单元。
7.根据权利要求1所述连接线的测试设备，其特征在于，所述测试设备还包括：
矩阵扩展板，包括多个安装位，多个安装位与多个所述继电器开关和/或所述矩阵控制模块的排列位置相适配；
多个所述继电器开关和矩阵控制模块分别安装于多个所述安装位。
8.根据权利要求7所述连接线的测试设备，其特征在于，所述矩阵扩展板上设置有扩展数据输入端口，用于叠加所述矩阵扩展板。
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