一種總線數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種錄取總線數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，涉及數(shù)字式時分制指令/響應(yīng)型多路傳輸數(shù)據(jù)總線接口、通訊、信號采集處理和FPGA邏輯操作領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括通信接收器、AD采集器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、觸發(fā)信號檢測器、數(shù)據(jù)錄取器。應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行信號錄取時，當(dāng)外部輸入的觸發(fā)信號的觸發(fā)類型為雙速率觸發(fā)錄取時，數(shù)據(jù)抽取和過濾模塊交替采用高速/低速錄取速率錄取電壓數(shù)據(jù)，獲得錄取數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型所述系統(tǒng)可根據(jù)配置自動提取并存儲有用信息，有效的完成有用總線數(shù)據(jù)的錄取。
【專利說明】 一種總線數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子信息領(lǐng)域，尤其涉及數(shù)字式時分制指令/響應(yīng)型多路傳輸數(shù)據(jù)總線接口、通訊、信號采集處理和FPGA邏輯操作領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字式時分制指令/響應(yīng)型多路傳輸數(shù)據(jù)總線是一種軍用標(biāo)準(zhǔn)總線，被用來作為在不同的系統(tǒng)間提供數(shù)據(jù)交換的媒介，其特點(diǎn)是具有分布處理、集中控制和實(shí)時響應(yīng)，包括防錯容錯功能、系統(tǒng)監(jiān)控及系統(tǒng)恢復(fù)功能等可靠性機(jī)制。
[0003]在高可靠性、高穩(wěn)定性設(shè)備的研發(fā)過程中，通常需要對設(shè)備采用的總線的性能參數(shù)進(jìn)行評估，對總線的故障進(jìn)行定位。傳統(tǒng)的總線性能參數(shù)評估及故障定位時采用的錄取方法，是對信號進(jìn)行不加區(qū)分地采集存儲。這種方法能夠保留采集到的所有信息，信號失真小。不過傳統(tǒng)錄取方法也存在一些缺陷:(一)需要存儲的數(shù)據(jù)量大，對數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的要求較高；(二)錄取的數(shù)據(jù)沒有經(jīng)過過濾，包含大量的無用信息，在分析處理時需要花費(fèi)額外的精力提取有用彳目息。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種總線數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)，可根據(jù)配置自動提取并存儲有用信息，有效的完成對總線有用信號的采集，克服存儲的數(shù)據(jù)量大、錄取的數(shù)據(jù)包含大量的無用信息的缺陷。
[0005]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提出了一種總線數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括通信接收器、AD采集器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、觸發(fā)信號檢測器、數(shù)據(jù)錄取器，
[0006]所述通信接收器設(shè)置有總線數(shù)據(jù)的觸發(fā)信號輸入端，與觸發(fā)信號的輸出端相連，所述通信接收器設(shè)置有控制信號控制輸出端；所述AD采集器設(shè)置有控制信號輸入端，與所述控制信號的輸出端相連；所述觸發(fā)信號檢測器設(shè)置有觸發(fā)信號輸入端，與觸發(fā)信號的輸出端相連；
[0007]所述通信接收器用于接收外部輸入的觸發(fā)信號；
[0008]所述AD采集器用于將當(dāng)前的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0009]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器用于將AD采集器轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成電壓數(shù)據(jù)；
[0010]所述觸發(fā)信號檢測器用于根據(jù)觸發(fā)信號的觸發(fā)類型，生成錄取速率判斷結(jié)果；
[0011]所述數(shù)據(jù)錄取器用于根據(jù)所述錄取速率判斷結(jié)果，對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取。
[0012]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)錄取器采用雙速率觸發(fā)錄取或者高速率觸發(fā)錄取對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取。
[0013]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)錄取器對所述電壓數(shù)據(jù)采用雙速率觸發(fā)錄取方式進(jìn)行錄取，所述雙速率觸發(fā)錄取的觸發(fā)條件為總線有傳輸活動觸發(fā)、總線消息內(nèi)容觸發(fā)、總線消息異常觸發(fā)或總線電氣參數(shù)異常觸發(fā)中的一個或幾個共同觸發(fā)。
[0014]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)錄取器對所述電壓數(shù)據(jù)采用雙速率觸發(fā)錄取時，采用高速率、低速率混合的錄取方式進(jìn)行錄取。
[0015]進(jìn)一步地，還包括數(shù)據(jù)壓縮器和數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)錄取器的輸出端與所述數(shù)據(jù)壓縮器的輸入端相連，所述數(shù)據(jù)壓縮器的輸出端與所述數(shù)據(jù)存儲器的輸入端相連，所述的數(shù)據(jù)壓縮器用于將數(shù)據(jù)錄取器輸出的錄取數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；所述數(shù)據(jù)存儲器用于存儲所述數(shù)據(jù)壓縮器壓縮后的錄取數(shù)據(jù)。
[0016]進(jìn)一步地，還包括數(shù)據(jù)緩存器，所述的數(shù)據(jù)緩存器接收所述錄取數(shù)據(jù)并對所述錄取數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。
[0017]進(jìn)一步地，所述雙速錄觸發(fā)錄取中的高速錄取速率的獲取方式為:從原始采樣數(shù)據(jù)中每η個采樣中抽取I個作為高速錄取數(shù)據(jù)，根據(jù)高速錄取速率=原始采樣速率/n確定高速錄取速率，其中，η為正整數(shù)；
[0018]所述雙速錄觸發(fā)錄取中的所述低速錄取速率的獲取方式為:從低速原始采樣數(shù)據(jù)中每m個采樣中抽取I個作為低速錄取數(shù)據(jù)，根據(jù)低速錄取速率=原始采樣速率/m確定低速錄取速率，其中，m為大于η的正整數(shù)。
[0019]進(jìn)一步地，所述原始采樣速率為200兆次/秒，所述η的取值范圍為I到10，所述m的取值范圍為2到200。
[0020]本實(shí)用新型能夠有效地完成對總線有用總線數(shù)據(jù)地采集，并能夠自動篩選出需要的內(nèi)容，最后將需要的有用信息進(jìn)行存儲。由于對總線數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選，無用信息被有效的過濾，因此存儲數(shù)據(jù)量小，對數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的要求低；而且由于過濾了無用信息，節(jié)省了對數(shù)據(jù)信息分析處理所額外花費(fèi)的精力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型所述系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型所述系統(tǒng)的領(lǐng)一種結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖3是本實(shí)用新型中實(shí)現(xiàn)總線數(shù)據(jù)錄取的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖1、圖2及圖3對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
[0025]針對傳統(tǒng)的總線錄取方法中，對信號進(jìn)行不加區(qū)分地采集存儲而導(dǎo)致需要存儲的數(shù)據(jù)量大、對數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的要求較高、錄取的數(shù)據(jù)未經(jīng)過過濾、包含大量的無用信息、在分析處理時需要花費(fèi)額外的精力的情況，本實(shí)施方式提供一種總線數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)及方法，用于有效的完成對總線數(shù)據(jù)的錄取。
[0026]如圖1、圖2所示，本實(shí)施方式所述的一種總線數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)中，包括通信接收器、AD采集器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、觸發(fā)信號檢測器、數(shù)據(jù)錄取器，
[0027]所述系統(tǒng)包括通信接收器、AD采集器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、觸發(fā)信號檢測器、數(shù)據(jù)錄取器，
[0028]所述通信接收器設(shè)置有總線數(shù)據(jù)的觸發(fā)信號輸入端，與觸發(fā)信號的輸出端相連，所述通信接收器設(shè)置有控制信號控制輸出端；所述AD采集器設(shè)置有控制信號輸入端，與所述控制信號的輸出端相連；所述觸發(fā)信號檢測器設(shè)置有觸發(fā)信號輸入端，與觸發(fā)信號的輸出端相連；[0029]所述通信接收器用于接收外部輸入的觸發(fā)信號；
[0030]所述AD采集器用于將當(dāng)前的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0031]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器用于將AD采集器轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成電壓數(shù)據(jù)；
[0032]所述觸發(fā)信號檢測器用于根據(jù)觸發(fā)信號的觸發(fā)類型，生成錄取速率判斷結(jié)果；
[0033]所述數(shù)據(jù)錄取器用于根據(jù)所述錄取速率判斷結(jié)果，對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取。
[0034]所述數(shù)據(jù)錄取器采用雙速率觸發(fā)錄取或者高速率觸發(fā)錄取對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取。
[0035]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)錄取器對所述電壓數(shù)據(jù)采用雙速率觸發(fā)錄取方式進(jìn)行錄取，所述雙速率觸發(fā)錄取的觸發(fā)條件為總線有傳輸活動觸發(fā)、總線消息內(nèi)容觸發(fā)、總線消息異常觸發(fā)或總線電氣參數(shù)異常觸發(fā)中的一個或幾個共同觸發(fā)。
[0036]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)錄取器對所述電壓數(shù)據(jù)采用雙速率觸發(fā)錄取時，采用高速率、低速率混合的錄取方式進(jìn)行錄取。
[0037]優(yōu)選地，還包括數(shù)據(jù)壓縮器和數(shù)據(jù)存儲器，所述的數(shù)據(jù)壓縮器用于將數(shù)據(jù)錄取器輸出的錄取數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；
[0038]所述數(shù)據(jù)存儲器用于存儲所述數(shù)據(jù)壓縮器壓縮后的錄取數(shù)據(jù)。
[0039]優(yōu)選地，還包括數(shù)據(jù)緩存器，所述的數(shù)據(jù)緩存器接收所述錄取數(shù)據(jù)并對所述錄取數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。
[0040]FPGA (Field Programmable Gate Array)是一種微電子領(lǐng)域被廣泛使用的可編程邏輯器件，作為專用集成電路(ASIC)的一種半定制電路，它即解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)目有限的缺點(diǎn)。隨著半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步，F(xiàn)PGA的成本不斷降低，性能也有了顯著提升。本實(shí)施方式中使用FPGA邏輯實(shí)現(xiàn)外部電路操作，使用上位機(jī)完成錄取參數(shù)的配置、啟動/停止錄取命令控制等工作，配合實(shí)現(xiàn)總線故障排查、參數(shù)計(jì)算等工作。
[0041]本實(shí)用新型實(shí)施方式中，所述AD采集器由FPGA驅(qū)動外部高速ADC對數(shù)字式時分制指令/響應(yīng)型多路傳輸數(shù)據(jù)總線上的電壓進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并通過高速接口將AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果傳輸?shù)紽PGA內(nèi)部進(jìn)行處理。AD轉(zhuǎn)換在啟動后一直進(jìn)行，按照固定采樣速率(200兆次/秒)持續(xù)不斷地產(chǎn)生AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0042]本實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的實(shí)現(xiàn)過程為:FPGA主要是通過一次函數(shù)y=kx+b計(jì)算，將從AD轉(zhuǎn)換器傳遞來的數(shù)字信號變成電壓數(shù)據(jù)，電壓數(shù)據(jù)用15bits數(shù)據(jù)存儲，存儲格式為二進(jìn)制補(bǔ)碼，單位為mV。電壓范圍為:-16.384V?16.483V，對于超出正負(fù)極值的數(shù)據(jù)，分別按照正負(fù)極值進(jìn)行存儲。
[0043]如圖3所示，本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)過程如下:
[0044]接收外部輸入的觸發(fā)信號；
[0045]對當(dāng)前的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，獲得電壓數(shù)據(jù)；
[0046]根據(jù)觸發(fā)信號的觸發(fā)類型，生成錄取速率判斷結(jié)果，根據(jù)所述錄取速率判斷結(jié)果，對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取。
[0047]根據(jù)所述錄取速率判斷結(jié)果，對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取時，采用雙速率觸發(fā)錄取方式或者高速率觸發(fā)錄取方式進(jìn)行錄取。[0048]采用雙速率觸發(fā)錄取方式對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取時，所述雙速率觸發(fā)錄取的觸發(fā)條件為總線有傳輸活動觸發(fā)、總線消息內(nèi)容觸發(fā)、總線消息異常觸發(fā)或總線電氣參數(shù)異常觸發(fā)中的一個或幾個共同觸發(fā)。
[0049]所述雙速率觸發(fā)錄取方式包括高速率和低速率錄取。
[0050]所述雙速錄觸發(fā)錄取中的高速錄取速率的獲取方式為:從原始采樣數(shù)據(jù)中每η個采樣中抽取I個作為高速錄取數(shù)據(jù)，即:高速錄取速率=原始采樣速率/η，其中，η為正整數(shù)；
[0051]所述雙速錄觸發(fā)錄取中的所述低速錄取速率的獲取方式為:從低速原始采樣數(shù)據(jù)中每m個采樣中抽取I個作為低速錄取數(shù)據(jù)，即:低速錄取速率=原始采樣速率/m，其中，m為大于η的正整數(shù)。
[0052]當(dāng)接收到停止命令后，對于已完成錄取但尚未完成打包的電壓數(shù)據(jù)，繼續(xù)進(jìn)行打包，直到所有錄取數(shù)據(jù)打包完成或者存儲區(qū)存滿為止。
[0053]雙速率觸發(fā)錄取是預(yù)先配置完成的，工作狀態(tài)下無需觸發(fā)。在雙速率觸發(fā)錄取條件下，未觸發(fā)時進(jìn)行低速錄取，觸發(fā)后進(jìn)行高速錄取，在高速錄取完成后重新進(jìn)行低速錄取。
[0054]本實(shí)施方式對所有采用高速或低速錄取率的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)打包和存儲。在數(shù)據(jù)存儲前，為進(jìn)一步降低存儲的數(shù)據(jù)量，可以對存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。對于壓縮后的數(shù)據(jù)，在應(yīng)用時需要進(jìn)行解壓縮操作。
[0055]本實(shí)施方式能夠按照需要進(jìn)行總線數(shù)據(jù)的錄取，在錄取完成后，可以對錄取的數(shù)據(jù)進(jìn)行事后分析處理，能夠有效地完成總線的性能參數(shù)計(jì)算，并能協(xié)助進(jìn)行故障定位。
[0056]本實(shí)施方式所述的方法，能夠有效地完成對總線有用總線數(shù)據(jù)地采集，并能夠自動篩選出需要的內(nèi)容，最后將需要的有用信息進(jìn)行存儲。由于對總線數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選，無用信息被有效的過濾，因此存儲數(shù)據(jù)量小，對數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的要求低；而且由于過濾了無用信息，節(jié)省了對數(shù)據(jù)信息分析處理所額外花費(fèi)的精力。
[0057]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種總線數(shù)據(jù)錄取系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括通信接收器、AD采集器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、觸發(fā)信號檢測器、數(shù)據(jù)錄取器， 所述通信接收器設(shè)置有總線數(shù)據(jù)的觸發(fā)信號輸入端，與觸發(fā)信號的輸出端相連，所述通信接收器設(shè)置有控制信號控制輸出端；所述AD采集器設(shè)置有控制信號輸入端，與所述控制信號的輸出端相連；所述觸發(fā)信號檢測器設(shè)置有觸發(fā)信號輸入端，與觸發(fā)信號的輸出端相連； 所述通信接收器用于接收外部輸入的觸發(fā)信號； 所述AD采集器用于將當(dāng)前的總線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器用于將AD采集器轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成電壓數(shù)據(jù)； 所述觸發(fā)信號檢測器用于根據(jù)觸發(fā)信號的觸發(fā)類型，生成錄取速率判斷結(jié)果； 所述數(shù)據(jù)錄取器用于根據(jù)所述錄取速率判斷結(jié)果，對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)錄取器采用雙速率觸發(fā)錄取或者高速率觸發(fā)錄取對所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:還包括數(shù)據(jù)壓縮器和數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)錄取器的輸出端與所述數(shù)據(jù)壓縮器的輸入端相連，所述數(shù)據(jù)壓縮器的輸出端與所述數(shù)據(jù)存儲器的輸入端相連，所述的數(shù)據(jù)壓縮器用于將數(shù)據(jù)錄取器輸出的錄取數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；所述數(shù)據(jù)存儲器用于存儲所述數(shù)據(jù)壓縮器壓縮后的錄取數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于: 還包括數(shù)據(jù)緩存器，所述的數(shù)據(jù)緩存器接收所述錄取數(shù)據(jù)并對所述錄取數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。
【文檔編號】G06F17/40GK203520394SQ201320403846
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】付景志, 彭時濤, 宋錢騫 申請人:北京旋極信息技術(shù)股份有限公司