CN211826347U - 信号检测系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种信号检测系统及电子设备，所述信号检测系统包括微控制单元、隔离电路、信号处理电路以及数模转换电路；所述微控制单元的输出端与所述隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路的输出端与所述数模转换电路的输入端连接，所述数模转换电路的输出端与示波器的输入端连接。本实用新型的技术方案，旨在实现占用集成电路极少的硬件资源，能够直观地查看集成电路内部的信号，以方便调试人员对集成电路内部的信号进行调试。

Description

信号检测系统及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种信号检测系统及电子设备。

背景技术

片上系统(SOC)，也称为系统级芯片，是一个有专用目标的集成电路，其包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。

在系统级芯片运行过程中，调试人员往往希望在不打扰系统级芯片工作的情况下，实时查看系统级芯片内部信号的变化趋势，以此确认系统级芯片是否运行正常，从而对程序进行调试、更新和验证等。但是，由于系统级芯片用于供外部调试的引脚有限，导致系统级芯片内部信号的调试难度大。

实用新型内容

本实用新型提供一种信号检测系统及电子设备，旨在实现占用集成电路极少的硬件资源，能够直观地查看集成电路的内部信号，以方便调试人员对集成电路内部的信号进行调试。

为实现上述目的，本实用新型提供一种信号检测系统，用于检测集成电路内部的信号，所述信号检测系统包括：

所述信号检测系统包括微控制单元、隔离电路、信号处理电路以及数模转换电路；

所述微控制单元的输出端与所述隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路的输出端与所述数模转换电路的输入端连接，所述数模转换电路的输出端与示波器的输入端连接；其中，

所述微控制单元，用于输出集成电路的内部信号至所述隔离电路；

所述隔离电路，用于过滤所述内部信号中的干扰信号，并将所述内部信号传输至所述信号处理电路；

所述信号处理电路，用于对所述内部信号进行逻辑处理，并将处理后的所述内部信号传输至所述数模转换电路；

所述数模转换电路，用于将所述内部信号转为模拟数据后传输至所述示波器，以供所述示波器显示所述集成电路的内部信号。

可选的，所述微控制单元包括内部存储模块、数据读取模块和第一通信接口，

所述内部存储模块的输出端与所述数据读取模块的输入端连接，所述数据读取模块通过所述第一通信接口与所述隔离电路连接。

可选的，所述第一通信接口为三线制的SPI通信接口或者四线制的SPI通信接口。

可选的，所述信号检测系统还包括外部存储模块和第二通信接口；

所述外部存储模块通过所述第二通信接口与所述微控制单元的内部存储模块连接。

可选的，所述外部存储模块包括Flash、ROM和FIFO中的至少一种；所述微控制单元的内部存储模块为RAM。

可选的，所述第二通信接口为I2C通信接口或者SPI通信接口。

可选的，所述隔离电路为光电耦合电路。

可选的，所述信号处理电路为复杂可编程逻辑器件、现场可编程门阵列和微控制单元中的其中一种。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上任一项所述的信号检测系统。

本实用新型的技术方案，通过微控制单元输出集成电路的内部信号至隔离电路，再由隔离电路将集成电路的内部信号传输至信号处理电路进行处理，信号处理电路将处理后的信号传输至数模转换电路，以通过数模转换电路将集成电路的内部信号转为模拟数据后传输至示波器上显示，以使得调试人员能够从示波器上直观的查看集成电路的内部信号，方便调试人员对集成电路内部的信号进行调试。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型信号检测系统一实施例的结构框图；

图2为本实用新型信号检测系统另一实施例的结构框图。

附图标号说明：

10	微控制单元	20	隔离电路
				30	信号处理电路	40	数模转换电路
50	示波器	60	外部存储模块
				70	第二通信接口	101	内部存储模块
102	数据读取模块	103	第一通信接口

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种信号检测系统。

参照图1，该信号检测系统包括微控制单元10、隔离电路20、信号处理电路30以及数模转换电路40；

所述微控制单元10的输出端与所述隔离电路20的输入端连接，所述隔离电路20的输出端与所述信号处理电路30的输入端连接，所述信号处理电路30的输出端与所述数模转换电路40的输入端连接，所述数模转换电路40的输出端与示波器50的输入端连接。

该微控制单元10，为集成电路内部的微控制单元10，即片上系统(SOC)内部的微控制单元10。该微控制单元10至少包括内部存储模块101，例如RAM，数据读取模块102，即DMA(Direct Memory Access，直接内存存取)以及第一通信接口103。该第一通信接口103可以为三线制或者四线制的SPI高速通信接口，还可以是通过SPI通信协议进行变换的高速通信接口，例如单线制或者两线制的高速通信接口，还可以是其他高速通信接口。其中，微控制单元10的内部存储模块101的输出端与数据读取模块102的输入端连接，该数据读取模块102通过第一通信接口103与隔离电路20连接。通过该数据读取模块102读取集成电路的内部信号，并通过第一通信接口103将集成电路的内部信号传输到隔离电路20。

该隔离电路20，可以为光耦隔离电路，其中，光耦隔离电路可以由光耦合器组成的电路实现。光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把第一通信接口103输入的电信号转换为光信号传给光敏管，光敏管再将光信号转为电信号输出。由于没有直接的电气连接，光耦隔离电路既传输了信号，又有隔离干扰的作用。其中，该隔离电路20还具有电平转换的功能，例如将5V电信号转为3V电信号，或者将3V电信号转为5V电信号。

该信号处理电路30，可以为复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门阵列FPGA和微控制单元MCU中的其中一种。该信号处理电路30，用于对隔离电路20输出的电信号进行逻辑处理，例如对隔离电路20输出的电信号进行信号放大、取绝对值等等，还可以将隔离电路20输出的电信号转换为预设格式的数据，再将预设格式的数据传输到数模转换电路40。例如，将隔离电路20输出的电信号转为串行的16bit的数据，设定[15:0]表示一帧数据，高4bit的数据，即[15:12]的数据表示数模转换电路40通道的地址，低12bit数据，即[11:0]的数据表示集成电路的内部信号。

所述数模转换电路40，即数模转换器，用于将信号处理电路30输出的信号转为模拟数据后传输至所述示波器50显示，以实现在示波器50上显示集成电路内部信号的目的。

在实际应用中，集成电路以芯片形式封装后，尽管芯片的引脚有所增加，但是，用于供调试人员进行信号调试的引脚却相对减少，导致集成电路内部信号的调试难度大。目前，大部分以芯片形式封装的集成电路都支持高速通信接口协议。本实施例利用集成电路的高速通信接口获取集成电路内部的信号，并将信号传输到示波器50上进行显示，以直观的查看集成电路内部的信号，解决由于集成电路中用于调试的引脚不足而导致集成电路内部的信号调试困难的问题。

具体的，本实施例通过微控制单元10内部的DMA模块读取集成电路的内部信号，并将读取到的信号通过第一通信接口103，例如SPI通信接口传输到外部的隔离电路20。隔离电路20将所接收到的信号传输至信号处理电路30。信号处理电路30，例如CPLD通过运行或执行存储在其存储器内的软件程序和模块，对所接收到的信号进行逻辑处理，以生成预设格式的数据，再将预设格式的数据传输至数模转换电路40，例如数模转换器进行数模转换。数模转换电路40将信号处理电路30输出的信号转换为模拟数据后，再将模拟数据传输至示波器50上显示，以使得调试人员能够从示波器50上直观的查看集成电路内部信号的变化趋势，以及集成电路内部各路信号之间的关系。

即本实施列的技术方案，利用集成电路的高速通信接口获取集成电路内部信号，通过占用集成电路较少的硬件资源就能够直观的查看集成电路的内部信号，实用性高。如此设置，能够解决由于集成电路中用于调试的引脚不足而导致集成电路内部信号调试困难的问题。

本实施例的技术方案，通过微控制单元10输出集成电路的内部信号至隔离电路20，再由隔离电路20将集成电路内部的信号传输至信号处理电路30进行逻辑处理，信号处理电路30将处理后的信号传输至数模转换电路30，由数模转换电路40将集成电路的内部信号转为模拟数据后传输至示波器50上显示，以使得调试人员能够从示波器50上直观的查看集成电路的内部信号，方便调试人员对集成电路内部的信号进行调试。

在一实施例中，该信号检测系统还包括外部存储模块60和第二通信接口70。该外部存储模块60通过第二通信接口70与微控制单元10的内部存储模块101连接。

在实际应用中，集成电路的数据不仅可以存储在微控制单元10的内部存储模块，还可以存储在集成电路的外部存储模块，例如Flash、ROM和FIFO中。为了获取存储在外部存储模块的集成电路的信号，本实施例中，通过第二通信接口70实现外部存储模块60与微控制单元10的内部存储模块101之间的通信连接。当调试人员需要查看存储在外部存储模块60的集成电路的信号时，可以将外部存储模块60的信号通过第二通信接口70传输至集成电路的内部存储模块101，相当于将外部存储模块60所存储的数据复制或者剪切至集成电路的内部存储模块101。再由微控制单元10的DMA模块读取内部存储模块101的数据，并将读取到的数据通过第一通信接口103传输到外部的隔离电路20。隔离电路20将所接收到的信号传输至信号处理电路30。信号处理电路30，例如CPLD通过运行或执行存储在其存储器内的软件程序和模块，对所接收到的信号进行逻辑处理，以生成预设格式的数据，再将预设格式的数据传输至数模转换电路40，例如数模转换器进行数模转换。数模转换电路40将信号处理电路30输出的信号转换为模拟数据后，再将模拟数据传输至示波器50上显示，以使得调试人员能够从示波器50上直观的查看集成电路内部信号的变化趋势，以及集成电路内部各路信号之间的关系。从而使得调试人员能够通过示波器查看集成电路内部所有的信号，以及各路信号之间的关系，极大的方便了调试人员对集成电路内部的信号进行调试，且占用集成电路极少的硬件资源即可实现。

可以理解的，该第二通信接口可以为I2C通信接口或者SPI通信接口，还可以是其他通信接口，此处不限。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的信号检测系统。该信号检测系统的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型电子设备中使用了上述信号检测系统，因此，本实用新型电子设备的实施例包括上述信号检测系统全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实施例中，该电子设备可以是内部具有集成电路的电子设备，例如电视、手机等等。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种信号检测系统，用于检测集成电路的内部信号，其特征在于，所述信号检测系统包括微控制单元、隔离电路、信号处理电路以及数模转换电路；

所述微控制单元的输出端与所述隔离电路的输入端连接，所述隔离电路的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路的输出端与所述数模转换电路的输入端连接，所述数模转换电路的输出端与示波器的输入端连接；其中，

所述微控制单元，用于输出集成电路的内部信号至所述隔离电路；

所述隔离电路，用于过滤所述内部信号中的干扰信号，并将所述内部信号传输至所述信号处理电路；

所述信号处理电路，用于对所述内部信号进行逻辑处理，并将处理后的所述内部信号传输至所述数模转换电路；

所述数模转换电路，用于将所述内部信号转为模拟数据后传输至所述示波器，以供所述示波器显示所述集成电路的内部信号。

2.如权利要求1所述的信号检测系统，其特征在于，所述微控制单元包括内部存储模块、数据读取模块和第一通信接口，

所述内部存储模块的输出端与所述数据读取模块的输入端连接，所述数据读取模块通过所述第一通信接口与所述隔离电路连接。

3.如权利要求2所述的信号检测系统，其特征在于，所述第一通信接口为三线制的SPI通信接口或者四线制的SPI通信接口。

4.如权利要求3所述的信号检测系统，其特征在于，所述信号检测系统还包括外部存储模块和第二通信接口；

所述外部存储模块通过所述第二通信接口与所述微控制单元的内部存储模块连接。

5.如权利要求4所述的信号检测系统，其特征在于，所述外部存储模块包括Flash、ROM和FIFO中的至少一种；所述微控制单元的内部存储模块为RAM。

6.如权利要求5所述的信号检测系统，其特征在于，所述第二通信接口为I2C通信接口或者SPI通信接口。

7.如权利要求1所述的信号检测系统，其特征在于，所述隔离电路为光电耦合电路。

8.如权利要求1所述的信号检测系统，其特征在于，所述信号处理电路为复杂可编程逻辑器件、现场可编程门阵列和微控制单元中的其中一种。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至8任一项所述的信号检测系统。

Images