一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置，包括上位机、主控基带模块和射频信号收发模块，其中，所述主控基带模块包括ZYNQ主控模块、数字信号处理模块和数据接口，所述上位机与所述ZYNQ主控模块连接，所述ZYNQ主控模块与所述数字信号处理模块连接，所述数字信号处理模块与所述数据接口连接，所述数据接口与所述射频信号收发模块连接。本发明专利技术还提供了一种基于ZYNQ的测试仪表通信方法。本发明专利技术的有益效果是：简化测试仪表架构，降低成本，缩短开发周期，减小体积，保证传输可靠性，提高效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试仪表通信装置，尤其涉及一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置及方法。
技术介绍
传统测试仪表架构如图1所示，包括上位机101、主控驱动模块102、基带板103、射频信号收发模块104、PXI背板105，这种结构是根据PXI模块化结构设计实现的，主控驱动模块102、基带板103、射频信号收发模块104都是通过PCI/PCIE接口实现与PXI背板105互联。上述仪表架构中，PXI背板105是模块之间实现相互之间进行数据信息及控制信息传输的桥梁。上述硬件架构的缺陷：(1)工控机体积、重量较大，导致测试仪表体积重量相应变大，成本高。(2)设计复杂度增加，基带板103和工控机之间通信需设计PCI/PCIE总线来进行传输，造成人力或者资源大量浪费。(3)上位机101与仪表之间通信，实时性、数据处理性能、传输带宽都不能保证。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置及方法。本专利技术提供了一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置，包括上位机、主控基带模块和射频信号收发模块，其中，所述主控基带模块包括ZYNQ主控模块、数字信号处理模块和数据接口，所述上位机与所述ZYNQ主控模块连接，所述ZYNQ主控模块与所述数字信号处理模块连接，所述数字信号处理模块与所述数据接口连接，所述数据接口与所述射频信号收发模块连接。作为本专利技术的进一步改进，所述射频信号收发模块包括射频控制模块和射频通路模块，所述所述数据接口与所述射频控制模块连接，所述射频控制模块与所述射频通路模块连接。作为本专利技术的进一步改进，所述ZYNQ主控模块包括ARM处理系统、AXI总线、可编程逻辑模块和AD/DA芯片，其中，所述ARM处理系统、可编程逻辑模块分别与所述AXI总线连接，所述AD/DA芯片与所述可编程逻辑模块连接。本专利技术还提供了一种基于ZYNQ的测试仪表通信方法，包括以下步骤：S1、检查测试仪表，开始准备；S2、上位机发送状态包，读取测试仪表空闲状态；S3、判断测试仪表是否返回状态值，如果没有，则返回步骤S2，如果有，则进行下一步骤；S4、上位机将数据打包；S5、上位机通过中继设备将数据包发送给测试仪表；S6、判断测试仪表是否返回完成包，如果没有，则返回步骤S2，如果有，则进行下一步骤；S7、结束。本专利技术的有益效果是：通过上述方案，简化测试仪表架构，降低成本，缩短开发周期，减小体积，保证传输可靠性，提高效率。附图说明图1是传统仪表硬件架构示意图。图2是本专利技术一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置的架构示意图。图3是本专利技术一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置的ZYNQ主控模块的示意图。图4是本专利技术一种基于ZYNQ的测试仪表通信方法的获取状态流程图。图5是本专利技术一种基于ZYNQ的测试仪表通信方法的发送控制命令流程图。图6是本专利技术一种基于ZYNQ的测试仪表通信方法的传输数据流程图。图7是本专利技术一种基于ZYNQ的测试仪表通信方法的仪表互联示意图。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图2所示，一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置，包括上位机1、主控基带模块2和射频信号收发模块3，其中，所述主控基带模块2包括ZYNQ主控模块21、数字信号处理模块22和数据接口23，所述上位机1与所述ZYNQ主控模块21连接，所述ZYNQ主控模块21与所述数字信号处理模块22连接，所述数字信号处理模块22与所述数据接口23连接，所述数据接口23与所述射频信号收发模块3连接。如图2所示，所述射频信号收发模块3包括射频控制模块31和射频通路模块2，所述所述数据接口23与所述射频控制模块31连接，所述射频控制模块31与所述射频通路模块32连接。如图2所示，射频信号收发模块3包括射频控制模块31、射频通路模块32两部分。射频控制模块31优选为射频数字控制模块，射频数字控制模块接收主控基带信号发来的消息，解析出相关的命令，实现射频信号收发模块的配置，并且实时监控各个模块的工作状态是否正常，监视链路信号的功率是否满足要求，对链路功率进行校准和补偿。射频通路模块32实现射频信号的调制与解调任务，当功率异常时，通过射频控制模块31完成对射频通路模块32的控制。如图3所示，所述ZYNQ主控模块21包括ARM处理系统211、AXI总线212、可编程逻辑模块213和AD/DA芯片214，其中，所述ARM处理系统211、可编程逻辑模块213分别与所述AXI总线212连接，所述AD/DA芯片214与所述可编程逻辑模块213连接。图3为基于ZYNQ的主控基带版的硬件结构，ZYNQ主控模块21：由ZYNQ(xilinx公司的一款产品)、A/D转换、D/A转换、锁相环等器件组成，由于ZYNQ是嵌入ARM的FPGA(FPGA：Field－ProgrammableGateArray现场可编程门阵列)，可以组成嵌入式最小系统，并且能够灵活扩展出一系列常用的接口，其中包括PS2、USB、VGA接口。主要功能为软件提供支撑运作的操作系统，支持实现网络通信算法，对系统流程进行监控，同时完成数字信号的调制和解调，相关芯片的控制等。如图3所示，在该主控基带板中，ZYNQ器件是基于Xilinx可编程可扩展的处理平台结构，该结构在单芯片内集成了ARMA9多核处理器系统和xilinx可编程逻辑。可编程逻辑(PL)模块213主要是开发数字信号处理算法、射频模块配置的SPI接口、Zynq与AD/DA芯片214之间的数据交互接口和用于PL和PS内部数据交互的AXI总线接口。处理器ARM和逻辑资源FPGA之间的数据交互通过AXI总线212，且可采用AXI_DMA模式，传输数据的带宽能够达到1gb/s，满足设计需求。如图3所示，ARM处理系统211(PS)是整个主控基带板的总控制中心和算法库的调用中心，采用linux系统来调度管理整个主控基带板，并完成与上位机1和其他仪表间通信。本专利技术提供的一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置，可将所有测试仪表(简称为仪表)通过互联网动态地接入到测试系统中，各仪表之间可通过上位机1互相通信，仪表和上位机1间可实时通信。同时增加数据传输的可靠性、稳定性，便于对数据进行统一监视、管理，并实现对各类仪表的远程控制。如图4至图6所示，本专利技术还提供了一种基于ZYNQ的测试仪表通信方法，当上位机1准备与仪表通信时，发送状态包获取仪表状态，若仪表工作正常且空闲状态，将待发送的数据或者配置信息打包，通过网口将封装好的数据经交换机或者集线器等中继(TCP/IP协议)设备发送到仪表，仪表接收到数据后，返回完成包，从而完成一次数据交互过程。数据交互过程包括以下步骤：S1、检查仪表，开始准备；S2、上位机发送状态包，读取仪表空闲状态；S3、判断仪表是否返回状态值，如果没有，则返回步骤S2，如果有，则进行下一步骤；S4、上位机将数据打包；S5、上位机通过中继设备将数据包发送给仪表；S6、判断仪表是否返回完成包，如果没有，则返回步骤S2，如果有，则进行下一步骤；S7、结束。上位机和仪表间通信采用TCP/IP协议，数据传输内容采用自定义的包格式，保证数据高效、稳定传输。包格式组成：开始标志：标志包开始。类型(TYPE)：有六种类型，可扩展，详细介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置，其特征在于：包括上位机、主控基带模块和射频信号收发模块，其中，所述主控基带模块包括ZYNQ主控模块、数字信号处理模块和数据接口，所述上位机与所述ZYNQ主控模块连接，所述ZYNQ主控模块与所述数字信号处理模块连接，所述数字信号处理模块与所述数据接口连接，所述数据接口与所述射频信号收发模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZYNQ的测试仪表通信装置，其特征在于：包括上位机、主控基带模块和射频信号收发模块，其中，所述主控基带模块包括ZYNQ主控模块、数字信号处理模块和数据接口，所述上位机与所述ZYNQ主控模块连接，所述ZYNQ主控模块与所述数字信号处理模块连接，所述数字信号处理模块与所述数据接口连接，所述数据接口与所述射频信号收发模块连接。2.根据权利要求1所述的基于ZYNQ的测试仪表通信装置，其特征在于：所述射频信号收发模块包括射频控制模块和射频通路模块，所述所述数据接口与所述射频控制模块连接，所述射频控制模块与所述射频通路模块连接。3.根据权利要求1所述的基于ZYNQ的测试仪表通信装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴帅，张建亭，
申请(专利权)人：深圳市极致汇仪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44