一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡技术方案

本发明专利技术涉及一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡，属于测控技术领域。本发明专利技术提供一种基于PXI总线测试模块的外部TTL同步触发设计，与PXI触发线配合使用，根据测试需要可以选择PXI触发线触发、TTL电平触发和软件触发三种模式进行同步触发，触发条件的设计可满足上升沿触发、下降沿触发、高电平触发、条件触发。通过触发选择使能、屏蔽硬件触发通道，从而实现测试系统中同类型板卡通道数的扩展，或者将多个不同类型板卡功能的输入和输出关联起来，通过定时触发、输出时标等功能完成逻辑设计日益复杂的电子产品硬件测试。该设计触发精度高，可以达到1微秒。

A high precision synchronous trigger card based on PXI bus test system

The invention relates to a synchronous trigger card with high precision based on the PXI bus test system, which belongs to the field of measurement and control technology. The invention provides an external TTL synchronous trigger design based on the PXI bus test module. It is used in conjunction with the PXI trigger line. According to the test needs, three modes can be triggered by PXI trigger line trigger, TTL level trigger and software trigger. The trigger condition can be designed to meet the triggering, falling edge triggering, and high electricity. Flat trigger and condition trigger. By triggering the selection to enable and shield the hardware trigger channel, the number of the same type of card channel in the test system is extended, or the input and output of several different types of card functions are associated, and the more complex electronic product hardware testing is completed by the functions of timing trigger and output time marking. The design has high trigger precision and can reach 1 microseconds.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡
本专利技术涉及测控
，具体为一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡。
技术介绍
基于PXI总线的测试系统以其高可靠性、高能力的数据传输带宽以及通用化、系列化、模块化等优点已成为测试平台主流，它由计算机控制为核心，通过功能模块板卡和程控仪表配置组合产生信号激励、捕获信号响应并进行分析，从而完成电子产品的测量。在实际测试过程中，许多测试系统中要求信号有严格的同步输入、输出关系，一个测试的同步和控制是众多测试项的先决条件，即在采集、输出某一信号后同步进行下一测试动作。依赖于激励、响应等因素，同步机制主要有两种方式产生，一个是利用时钟、一个是利用触发。基于PXI总线协议的测试系统本身拥有用于同步的系统参考时钟和8根内部触发总线，但复杂电子产品的测试往往需要一个多信号类型测试系统，系统中的各个功能模块、测试仪器仪表应该具有精确的同步触发控制以达到同时操作或满足某条件操作的目的，仅依靠PXI总线协议规定的参考时钟和内部触发总线无法满足这种复杂的测试需求。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术对基于PXI总线测试系统中的板卡(如AD板卡、1553板卡、串口429板卡)进行了改进，提出了一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡，提供外部TTL电平同步触发设计，通过TTL电平触发线与PXI触发线配合使用，解决现有的复杂电子产品测试过程中要求同步触发控制、输出统一的时标等测试需求。本专利技术的技术方案为：所述一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡，包括PXI接口模块、FPGA主控模块、高速数据缓存模块、时钟选择模块、触发输出模块；其特征在于：还包括外部TTL触发模块；所述外部TTL触发模块通过外部连接器接8根TTL电平触发线，8根TTL电平触发线的电平信号输入外部TTL触发模块；FPGA主控模块对系统工作流程和外设接口进行控制，TTL电平触发信号和PXI触发信号由触发线输入经过电平转换后进入FPGA主控模块，FPGA主控模块逻辑控制选择TTL触发线触发和/或PXI触发线触发，并通过对硬件的使能屏蔽完成触发线的选择；当某条TTL触发线被用作触发输出时，首先将板卡的触发输出模块产生的脉冲信号引入到板卡的触发输入模块，经过滤波处理后，再供给板卡的其他模块使用，同时脉冲信号会根据设置选择是否输出到外部连接器；若输出到外部连接器，则能够同时触发其他板卡；当某条触发线被用作触发输入时，外部的触发线产生的脉冲输入到板卡的触发输入模块，供给板卡的其他功能模块使用。进一步的优选方案，所述一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡，其特征在于：8根TTL电平触发线可以统一设置为输入或输出，并与PXI触发线配合使用。进一步的优选方案，所述一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡，其特征在于：触发功能支持PXI触发线触发、TTL电平触发和软件触发三种触发方式，触发条件采用上升沿触发、下降沿触发、高电平触发和/或条件触发。进一步的优选方案，所述一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡，其特征在于：当某条触发线被用作触发输入时，板卡可以选择板卡触发输入或是外部触发输入，以将触发信号供给板卡的其他功能模块使用。有益效果本专利技术通过PXI总线测试模块的外部TTL同步触发设计，与PXI触发线配合使用，根据测试需要可以选择PXI触发线触发、TTL电平触发和软件触发三种模式进行同步触发，触发条件的设计可满足上升沿触发、下降沿触发、高电平触发、条件触发。通过触发选择使能、屏蔽硬件触发通道，从而实现测试系统中同类型板卡通道数的扩展，或者将多个不同类型板卡功能的输入和输出关联起来，通过定时触发、输出时标等功能完成逻辑设计日益复杂的电子产品硬件测试。该设计触发精度高，可以达到1微秒。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术同步触发设计结构原理图；图2是触发选择的硬件实现图；图3是板卡外部连接器TTL触发功能原理图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术在PXI测试系统中的不同功能板卡上设计外部TTL触发模块，通过使用同步触发技术，从而实现同类型板卡通道数的扩展，或者将多个不同类型板卡功能的输入和输出关联起来，从而满足定时触发测试功能、输出时标功能乃至不同模块间的同步功能。板卡同步触发装置设计总体原理图如图1所示，主要包括PXI接口模块、FPGA主控模块、高速数据缓存模块、时钟选择模块、外部TTL电平触发线、触发输出模块、板卡其他功能模块。PXI接口模块使用9054作为总线桥接芯片，它是面向局部总线的专用桥路，芯片本身预留局部总线的数据总线和地址总线接口，并提供了强大的局部总线控制信号。接口模块可以将PXI的10MHz参考时钟接入时钟网络，时钟选择通过多个时钟选择器，从外部时钟、内部时钟或PXI系统时钟选择出采样参考时钟信号。PXI背板的8根触发线为各个板卡提供的一组公用触发线，用于模块间的同步触发和不同频率时钟的传输。FPGA作为主控器实现对系统工作流程和外设接口的控制，主要完成以下逻辑控制。系统主控逻辑，实现系统工作流程的控制；IP核接口逻辑，实现与上位机的通信；时钟控制逻辑，根据用户设置选择采样时钟与采样频率；外部TTL控制逻辑，实现对TTL的控制选择以及对TTL的测频；触发控制逻辑，对触发源进行选择；寄存器处理逻辑实现对高速缓存的读写；板卡其他功能通道控制及数据接口逻辑，根据测试需求选择不同功能的板卡完成模拟量采集、输出，离散量采集、输出和总线通信等功能。外部TTL电平触发线通过板卡对外连接器提供8路TTL电平触发线，这八根触发线与PXI背板相连的八根触发线配合使用，应用在不同的同步触发场景。触发选择设计原理图如图2所示，TTL电平触发线和PXI触发线经过电平转换后进入PPGA主控器，FPGA逻辑控制选择TTL电平触发线触发还是PXI触发线触发，通过对硬件的使能屏蔽完成触发线的选择。触发功能支持PXI触发线触发、TTL电平触发和软件触发三种触发方式，触发条件的设计可满足上升沿触发、下降沿触发、高电平触发、条件触发。TTL触发线触发工作原理框图如图3所示。TTL触发的八根触发线是相互关联的，任何一路作为输入或输出，其它通道均与该路一致作为输入或输。当某条TTL触发线被用作触发输出时，首先会将触发输出模块产生的脉冲信号引入到本卡的触发输入模块，经过滤波等处理后，再供给本卡的其他模块使用，同时脉冲信号会根据设置选择是否输出到外部连接器。若输出到外部连接器，还可以同时触发其他卡的功能。TTL触发在输出模式下，每根TTL触发线可单独配置空闲电平，高低电平宽度和输出个数，还可配置当前触发线是否将配置好的脉冲输出到连接器上。当某条触发线被用作触发输入时，TTL触发线会引入到各个功能模块，在模块内可设置触发线及其有效边沿、滤波周期、延时参数等。外部的触发线产生的脉冲输入到本卡的触发输入模块，供给本卡的其他功能模块使用。本卡触发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡，包括PXI接口模块、FPGA主控模块、高速数据缓存模块、时钟选择模块、触发输出模块；其特征在于：还包括外部TTL触发模块；所述外部TTL触发模块通过外部连接器接8根TTL电平触发线，8根TTL电平触发线的电平信号输入外部TTL触发模块；FPGA主控模块对系统工作流程和外设接口进行控制，TTL电平触发信号和PXI触发信号由触发线输入经过电平转换后进入FPGA主控模块，FPGA主控模块逻辑控制选择TTL触发线触发和/或PXI触发线触发，并通过对硬件的使能屏蔽完成触发线的选择；当某条TTL触发线被用作触发输出时，首先将板卡的触发输出模块产生的脉冲信号引入到板卡的触发输入模块，经过滤波处理后，再供给板卡的其他模块使用，同时脉冲信号会根据设置选择是否输出到外部连接器；若输出到外部连接器，则能够同时触发其他板卡；当某条触发线被用作触发输入时，外部的触发线产生的脉冲输入到板卡的触发输入模块，供给板卡的其他功能模块使用。

【技术特征摘要】
1.一种基于PXI总线测试系统的高精度同步触发板卡，包括PXI接口模块、FPGA主控模块、高速数据缓存模块、时钟选择模块、触发输出模块；其特征在于：还包括外部TTL触发模块；所述外部TTL触发模块通过外部连接器接8根TTL电平触发线，8根TTL电平触发线的电平信号输入外部TTL触发模块；FPGA主控模块对系统工作流程和外设接口进行控制，TTL电平触发信号和PXI触发信号由触发线输入经过电平转换后进入FPGA主控模块，FPGA主控模块逻辑控制选择TTL触发线触发和/或PXI触发线触发，并通过对硬件的使能屏蔽完成触发线的选择；当某条TTL触发线被用作触发输出时，首先将板卡的触发输出模块产生的脉冲信号引入到板卡的触发输入模块，经过滤波处理后，再供给板卡的其他模块使用，同时脉冲信号会根据设置选择是否输出到外部连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕思明，甘辉，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：发明
国别省市：河南,41