一種多功能信號(hào)路由適配矩陣的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在各類復(fù)雜系統(tǒng)（如航電系統(tǒng)、車電系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等）試 驗(yàn)、離位測(cè)試、集成驗(yàn)證等領(lǐng)域中驗(yàn)證平臺(tái)采用的多功能信號(hào)路由適配矩陣。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)雜系統(tǒng)的功能、性能復(fù)雜度決定了系統(tǒng)內(nèi)外部接口類型多、數(shù)量規(guī)模大的特點(diǎn)。 在系統(tǒng)試驗(yàn)、測(cè)試、集成驗(yàn)證的過程中，需要將系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)子系統(tǒng)、模塊進(jìn)行交聯(lián)，也需要實(shí) 現(xiàn)系統(tǒng)與外圍的測(cè)試資源和仿真模塊的物理交互。這就需要系統(tǒng)的驗(yàn)證平臺(tái)具備系統(tǒng)信號(hào) 的匯接和測(cè)試通道分配能力。
[0003] 傳統(tǒng)的驗(yàn)證平臺(tái)常設(shè)計(jì)專用的匯線箱和電纜，實(shí)現(xiàn)被測(cè)系統(tǒng)與驗(yàn)證平臺(tái)的交聯(lián)。 這種連接方式往往通過硬線將驗(yàn)證平臺(tái)內(nèi)的各個(gè)測(cè)試1\〇通道與被測(cè)信號(hào)進(jìn)行映射，測(cè)試 資源與被測(cè)信號(hào)綁定，導(dǎo)致測(cè)試資源無(wú)法復(fù)用。因此，傳統(tǒng)的驗(yàn)證平臺(tái)往往是專用的測(cè)試環(huán) 境，存在測(cè)試功能單一、資源復(fù)用性差、無(wú)法滿足不同產(chǎn)品測(cè)試，乃至同一產(chǎn)品不同技術(shù)狀 態(tài)下的測(cè)試。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的驗(yàn)證平臺(tái)并不支持系統(tǒng)連接關(guān)系、試驗(yàn)構(gòu)型的變更和切換， 這導(dǎo)致被測(cè)信號(hào)的激勵(lì)源與目標(biāo)是不可更改的，這導(dǎo)致驗(yàn)證平臺(tái)難以滿足增量式集成的需 求。
[0004] 為了避免重復(fù)開發(fā)，減少項(xiàng)目開發(fā)成本、縮短項(xiàng)目周期。面向信號(hào)的通用測(cè)試平臺(tái) 架構(gòu)已被引入復(fù)雜系統(tǒng)的驗(yàn)證工作中。本發(fā)明提供的多功能信號(hào)路由適配矩陣正是基于上 述思想的設(shè)計(jì)成果，本適配矩陣不但可以避免測(cè)試資源與被測(cè)信號(hào)綁定，實(shí)現(xiàn)面向信號(hào)的 測(cè)試，且可以根據(jù)集成驗(yàn)證活動(dòng)的需求，快速配置被測(cè)信號(hào)與真實(shí)產(chǎn)品或仿真器的連接關(guān) 系，滿足集成工作的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)傳統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)的不足以及現(xiàn)有適配技術(shù)的缺失，本發(fā)明的發(fā)明目的在于一種 基于面向信號(hào)測(cè)試思想設(shè)計(jì)的模塊化多功能信號(hào)路由適配矩陣，擬解決傳統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)存在 的信號(hào)路由配置功能缺失的問題，提高整個(gè)驗(yàn)證平臺(tái)的通用性，并滿足集成驗(yàn)證工作的需 求。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種多功能信號(hào)路由適配矩陣，包含真件/仿真件切換模塊、多路信號(hào)矩陣模塊、 上位機(jī)；
[0008] 所述上位機(jī)通過以太網(wǎng)發(fā)送控制指令，控制多路信號(hào)矩陣模塊和真件/仿真件切 換模塊做出相應(yīng)的切換動(dòng)作；
[0009] 所述多路信號(hào)矩陣模塊與真件/仿真件切換模塊級(jí)聯(lián)，并接入測(cè)試資源與被測(cè)產(chǎn) 品之間，所述多路信號(hào)矩陣模塊在上位機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)多路的測(cè)試通道切換；
[0010] 所述真件/仿真件切換模塊在上位機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)仿真器、真實(shí)設(shè)備輸入輸出接口 的快速切換。
[0011] 優(yōu)選地，所述真件/仿真件切換模塊包含核心板、接口板、前面板、后面板、FPGA 千兆網(wǎng)絡(luò)控制模塊；
[0012] 所述FPGA千兆網(wǎng)絡(luò)控制單元用于接收上位機(jī)的控制指令，并將控制指令解碼送 入核心板中處理；
[0013] 所述核心板用于依據(jù)控制指令，控制接口板中的繼電器，做出切換動(dòng)作；
[0014] 所述前面板用于提供真件/仿真件切換模塊與外部的總線與非總線接口；
[0015] 所述后面板用于提供JTAG接口、狀態(tài)控制接口、監(jiān)控接口。
[0016] 優(yōu)選地，所述核心板包含F(xiàn)PGA芯片、4個(gè)DB78接口、2個(gè)SFP接口；
[0017] 所述FPGA芯片為主控制芯片；
[0018] 所述4個(gè)DB78接口用于根據(jù)不同的需要連接不同總線子模塊；
[0019] 所述2個(gè)SFP接口分別用于提供光口 /電口兩種接口方式。
[0020] 優(yōu)選地，所述多路信號(hào)矩陣模塊包含控制器和矩陣開關(guān)，所述控制器用于負(fù)責(zé)解 析上位機(jī)的控制指令并控制矩陣開關(guān)的切換動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)多路的測(cè)試通道切換。
[0021] 本發(fā)明的有益效果在于：使用本發(fā)明提出的模塊化多功能信號(hào)路由適配矩陣，操 作可視化的控制界面，通過真件/仿真件切換模塊與多路信號(hào)矩陣模塊，可以提高配線的 工作效率和正確率，增加驗(yàn)證平臺(tái)的通用性，使驗(yàn)證環(huán)境開發(fā)成本降低，并實(shí)現(xiàn)快速配置驗(yàn) 證構(gòu)型，提高工作效率，減少平臺(tái)硬件和軟件的重復(fù)開發(fā)。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明多功能信號(hào)路由適配矩陣的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2為本發(fā)明中的真件/仿真件切換模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3為真件/仿真件切換模塊中核心板原理框圖。
[0025] 圖4為真件/仿真件切換模塊中接口板ARINC429/RS422配線設(shè)備原理圖。
[0026] 圖5為真件/仿真件切換模塊中接口板DIO配線設(shè)備原理圖。
[0027] 圖6為真件/仿真件切換模塊中DIO配線設(shè)備后面板及其接口定義。
[0028] 圖7為真件/仿真件切換模塊中ARINC429配線后面板及其接口定義。
[0029] 圖8為監(jiān)控端口控制模塊原理框圖。
[0030] 圖9為多路多路信號(hào)矩陣模塊NI矩陣板卡連接關(guān)系原理圖。
[0031] 圖10為多路多路信號(hào)矩陣模塊配線矩陣使用原理框圖。
[0032] 具體實(shí)現(xiàn)方式
[0033] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0034] 如圖1所示的一種多功能信號(hào)路由適配矩陣，在復(fù)雜系統(tǒng)集成驗(yàn)證活動(dòng)中可以將 信號(hào)通路在真實(shí)產(chǎn)品與仿真模型之間進(jìn)行切換，從而快速實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證平臺(tái)的構(gòu)型切換便于系 統(tǒng)的增量式集成；在此基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)測(cè)試資源與被測(cè)信號(hào)間的數(shù)字化配線，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試 資源復(fù)用。使用本發(fā)明公開的這種模塊化的多功能信號(hào)路由適配矩陣，在驗(yàn)證平臺(tái)與被測(cè) 對(duì)象間增加相應(yīng)配線系統(tǒng)，可隔離不同產(chǎn)品的硬件差異，大大提高驗(yàn)證平臺(tái)的通用性；同 時(shí)，可以使驗(yàn)證平臺(tái)滿足增量式集成的需求。
[0035] 本發(fā)明包含真件/仿真件切換模塊、多路信號(hào)矩陣模塊、上位機(jī)。
[0036] 上位機(jī)通過以太網(wǎng)發(fā)送控制指令，控制多路信號(hào)矩陣模塊和真件/仿真件切換模 塊做出相應(yīng)的切換動(dòng)作；
[0037] 所述多路信號(hào)矩陣模塊與真件仿真件切換模塊級(jí)聯(lián)，并接入測(cè)試資源與被測(cè)產(chǎn)品 之間，所述多路信號(hào)矩陣模塊在上位機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)多路的測(cè)試通道切換；
[0038] 所述真件仿真件切換模塊模塊在上位機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)仿真器、真實(shí)設(shè)備輸入輸出接 口的快速切換。
[0039] (一）真件/仿真件切換模塊
[0040] 如圖2所示，所述真件/仿真件切換模塊包含核心板、接口板、前面板、后面板、 FPGA千兆網(wǎng)絡(luò)控制模塊。
[0041] 1、核心板設(shè)計(jì)
[0042] 如圖3所示，核心板采用的是Altera公司生產(chǎn)的FPGA，Cyclone III系列的 EP3C120F780C7N作為主控制芯片。Cycl〇ne_U' III系列FPGA前所未有地同時(shí)實(shí)現(xiàn)了低功 耗、低成本和高性能。其體系結(jié)構(gòu)包括高達(dá)120K的垂直排列邏輯單元（LE)、以9-Kbit (M9K) 模塊構(gòu)成的4Mbits嵌入式存儲(chǔ)器、200個(gè)18x18的嵌入式乘法器。Cyclone III FPGA在布 局上提供豐富的存儲(chǔ)器、乘法器資源和IO 口資源，包括200K邏輯單元、SMbits嵌入式存儲(chǔ) 器和396個(gè)嵌入式乘法器、221路差分IO通道（即442路單端IO通道）。
[0043] 核心板的主要功能是實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的通信，通過控制FPGA千兆網(wǎng)絡(luò)控制模 塊來(lái)接收上位機(jī)下發(fā)的配線指令并根據(jù)指令來(lái)控制接口板繼電器來(lái)完成配線工作。該芯片 的選型除了滿足目前產(chǎn)品200路配線開關(guān)控制的設(shè)計(jì)需要，還考慮了未來(lái)多種總線復(fù)用硬 件平臺(tái)的需要。
[0044] 配線設(shè)備與上位機(jī)連接通過以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行通信。其中網(wǎng)絡(luò)PHY芯片采用Marvell 公司的88E1111芯片，該收發(fā)器支持10M/100M/1000M網(wǎng)絡(luò)互連，可為系統(tǒng)開發(fā)商提供一 個(gè)穩(wěn)定可靠、成本低廉的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)解決方案。Alaska系列的88E1111即支持銅介質(zhì)的 1000BASE-T又支持光纖介質(zhì)的1000BASE-X的物理層收發(fā)器，主要具有如下特點(diǎn)：
[0045] ?超低功耗，只需要0. 7