動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)及調(diào)試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于：該調(diào)試系統(tǒng)包括相互連接的FPGA控制器和高速模擬量轉(zhuǎn)換電路；所述的高速模擬量轉(zhuǎn)換電路包括相互連接的轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路，所述的轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路均有多路，多路轉(zhuǎn)換電路均與FPGA控制器相連，每路轉(zhuǎn)換電路均連接有一路調(diào)理電路。該系統(tǒng)集成在電子設(shè)備內(nèi)部，可以同時(shí)輸出多路16位高精度模擬量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多路信號(hào)的調(diào)試。本發(fā)明還涉及應(yīng)用該動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)的進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試的調(diào)試方法，調(diào)試過程不需要在現(xiàn)場(chǎng)安裝信號(hào)發(fā)生器，降低了車載設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的難度。
【專利說明】動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)及調(diào)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵路車載電子設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說，涉及一種可以對(duì)動(dòng)車組電子設(shè)備模擬量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試和檢測(cè)的多通道調(diào)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路電子機(jī)箱設(shè)備內(nèi)部通常有復(fù)雜的內(nèi)部數(shù)據(jù)，特別是在實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域，往往需要對(duì)內(nèi)部的模擬量計(jì)算值或者檢測(cè)值進(jìn)行快速的檢測(cè)，以驗(yàn)證模擬量計(jì)算值或檢測(cè)值的正確性。依靠仿真器對(duì)板卡處理器內(nèi)部變量的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)一些內(nèi)部變量的調(diào)試，但是這種方法在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中的應(yīng)用比較局限。一方面仿真器只能針對(duì)處理器內(nèi)部變量，當(dāng)實(shí)時(shí)控制的實(shí)時(shí)性和快速性要求很高的情況下，仿真器的檢測(cè)速度將無法達(dá)到調(diào)試的需求，特別是調(diào)試變量較多的情況下，使用仿真器對(duì)內(nèi)部變量的檢測(cè)將具有較大的時(shí)滯性。另一方面很多機(jī)箱應(yīng)用場(chǎng)合，由于板卡都是集成到機(jī)箱里的，使用仿真器連接會(huì)很不方便，有很多情況甚至根本無法連接。
[0003]同時(shí)，車載電子設(shè)備在實(shí)際調(diào)試中往往需要調(diào)試信號(hào)的輸入。這種輸入信號(hào)主要通過信號(hào)發(fā)生器提供；然而，信號(hào)發(fā)生器需要交流市電才可工作，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試中使用信號(hào)發(fā)生器十分不便。而使用動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)可以有效解決以上問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)置于鐵路車輛機(jī)箱內(nèi)部，可對(duì)鐵路電子設(shè)備模擬量進(jìn)行多通道調(diào)試的調(diào)試系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試的調(diào)試方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)，該調(diào)試系統(tǒng)包括相互連接的FPGA控制器和高速模擬量轉(zhuǎn)換電路；高速模擬量轉(zhuǎn)換電路包括相互連接的轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路，轉(zhuǎn)換電路將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，調(diào)理電路將轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路均有多路，多路轉(zhuǎn)換電路均與FPGA控制器相連，每路轉(zhuǎn)換電路均連接有一路調(diào)理電路。
[0006]優(yōu)選的是:該調(diào)試系統(tǒng)還包括電源管理電路，電源管理電路與高速模擬量轉(zhuǎn)換電路、FPGA控制器相連，為系統(tǒng)供電。
[0007]優(yōu)選的是:該調(diào)試系統(tǒng)還包括參考電源電路，參考電源電路與高速模擬量轉(zhuǎn)換電路的各轉(zhuǎn)換電路相連，為各轉(zhuǎn)換電路提供參考電壓。
[0008]優(yōu)選的是:FPGA控制器包括通訊單元、時(shí)鐘管理單元、邏輯處理單元、內(nèi)存管理單元和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路，通訊單元、時(shí)鐘管理單元與邏輯處理單元相連，邏輯處理單元分別與內(nèi)存管理單元和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路相連；內(nèi)存管理單元與轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路相連；通訊單元包括PCI總線通訊單元和高速并行總線通訊單元，PCI總線通訊單元和高速并行總線通訊單元分別與邏輯處理單元相連；轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路有多路，每路轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路連接一路轉(zhuǎn)換電路。
[0009]優(yōu)選的是:轉(zhuǎn)換電路、調(diào)理電路和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路均有32路。
[0010]動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試方法，其特征在于，包括以下步驟:[0011](I)將多個(gè)待調(diào)試板卡經(jīng)PCI總線或高速并行總線依次連接到動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡，每個(gè)待調(diào)試板卡均將其需要調(diào)試的多路待調(diào)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到多通道調(diào)試系統(tǒng)的內(nèi)存管理單元，內(nèi)存管理單元依次為多路待調(diào)試數(shù)據(jù)分配存儲(chǔ)空間；
[0012](2)將上位機(jī)經(jīng)PCI總線連接到多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡，上位機(jī)軟件通過PCI總線將控制信息傳輸給多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡FPGA控制器的邏輯處理單元，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道調(diào)試系統(tǒng)的配置；
[0013](3)上位機(jī)給定控制信號(hào)，并將控制信號(hào)經(jīng)PCI總線傳遞到邏輯處理單元，控制信號(hào)包括待調(diào)試板卡的信息(即需要輸出哪個(gè)待調(diào)試板卡的調(diào)試數(shù)據(jù))、待調(diào)試板卡的待調(diào)試數(shù)據(jù)信息(即需要輸出待調(diào)試板卡的哪路待調(diào)試數(shù)據(jù)信息)，邏輯單元將上位機(jī)信息解析為調(diào)試板卡和待調(diào)試數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的內(nèi)存管理單元上的位置信息，將信息傳送到FPGA控制器的內(nèi)存管理單元，邏輯處理單元還將輸出通道信息傳送到FPGA控制器的轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)單元，控制對(duì)應(yīng)待調(diào)試板卡的待調(diào)試數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)路的轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路輸出。
[0014]優(yōu)選的是:通過FPGA控制器將多通道調(diào)試系統(tǒng)的刷新頻率設(shè)定為500KHZ。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016](I)動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)和經(jīng)系統(tǒng)PCI總線與待調(diào)試板卡相連，經(jīng)FPGA控制器采集待調(diào)試信息，可根據(jù)系統(tǒng)配置快速輸出相應(yīng)的模擬量信號(hào)。此系統(tǒng)可以同時(shí)輸出32路16位高精度模擬量信號(hào)，每一路信號(hào)的輸出刷新頻率為500KHz。每一路輸出的內(nèi)容通過高速并口和PCI總線獲得，輸出通道多，各通道刷新頻率高，且不會(huì)因輸出通道的增加而降低輸出頻率。
[0017](2)該系統(tǒng)集成在電子設(shè)備內(nèi)部，調(diào)試過程不需要在現(xiàn)場(chǎng)安裝信號(hào)發(fā)生器，降低了車載設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的難度。
[0018](3)該系統(tǒng)與上位機(jī)相連，系統(tǒng)可通過上位機(jī)設(shè)置輸出正弦、矩形波、三角波、鋸齒波等測(cè)試信號(hào)，可以通過PCI總線進(jìn)行配置各種信號(hào)的頻率、幅值、占空比、斜率等參數(shù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖2為FPGA控制器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖3為本發(fā)明的調(diào)試系統(tǒng)信號(hào)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0023]動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)，包括相互連接的FPGA控制器和高速模擬量轉(zhuǎn)換電路；高速模擬量轉(zhuǎn)換電路包括相互連接的轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路，轉(zhuǎn)換電路將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，調(diào)理電路將轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有較強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路均有多路，多路轉(zhuǎn)換電路均與FPGA控制器相連，每路轉(zhuǎn)換電路均連接有一路調(diào)理電路。轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路均有32路。
[0024]高速模擬量轉(zhuǎn)換電路還連接有電源管理電路和參考電源電路，電源管理電路還與FPGA控制器相連，參考電源電路與高速模擬量轉(zhuǎn)換電路的各轉(zhuǎn)換電路相連，為各轉(zhuǎn)換電路提供參考電壓，電源管理電路根據(jù)參考電壓為系統(tǒng)板卡供電。[0025]該調(diào)試系統(tǒng)的FPGA控制器包括通訊單元、時(shí)鐘管理單元、邏輯處理單元、內(nèi)存管理單元和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路，通訊單元、時(shí)鐘管理單元與邏輯處理單元相連，邏輯處理單元分別與內(nèi)存管理單元和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路相連；內(nèi)存管理單元與轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路相連；通訊單元包括PCI總線通訊單元和高速并行總線通訊單元，PCI總線通訊單元和高速并行總線通訊單元分別與邏輯處理單元相連；轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路有多路，每路轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路連接一路轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路有32路。通過FPGA控制器可以設(shè)定多通道調(diào)試系統(tǒng)的刷新頻率。
[0026]動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0027]( I)將多個(gè)待調(diào)試板卡經(jīng)PCI總線或高速并行總線依次連接到動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡，每個(gè)待調(diào)試板卡均將其需要調(diào)試的多路待調(diào)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到多通道調(diào)試系統(tǒng)的內(nèi)存管理單元，內(nèi)存管理單元依次為多路待調(diào)試數(shù)據(jù)分配存儲(chǔ)空間；
[0028](2)將上位機(jī)經(jīng)PCI總線連接到多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡，上位機(jī)軟件通過PCI總線將控制信息傳輸給多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡FPGA控制器的邏輯處理單元，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道調(diào)試系統(tǒng)的配置；
[0029](3)上位機(jī)給定控制信號(hào)，并將控制信號(hào)經(jīng)PCI總線傳遞到邏輯處理單元，控制信號(hào)包括待調(diào)試板卡的信息(即需要輸出哪個(gè)待調(diào)試板卡的調(diào)試數(shù)據(jù))、待調(diào)試板卡的待調(diào)試數(shù)據(jù)信息(即需要輸出待調(diào)試板卡的哪路待調(diào)試數(shù)據(jù)信息)，邏輯單元將上位機(jī)信息解析為調(diào)試板卡和待調(diào)試數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的內(nèi)存管理單元上的位置信息，將信息傳送到FPGA控制器的內(nèi)存管理單元，邏輯處理單元還將輸出通道信息傳送到FPGA控制器的轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)單元，控制對(duì)應(yīng)待調(diào)試板卡的待調(diào)試數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)路的轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:該調(diào)試系統(tǒng)包括相互連接的FPGA控制器和高速模擬量轉(zhuǎn)換電路；所述的高速模擬量轉(zhuǎn)換電路包括相互連接的轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路，所述的轉(zhuǎn)換電路和調(diào)理電路均有多路，多路轉(zhuǎn)換電路均與FPGA控制器相連，每路轉(zhuǎn)換電路均連接有一路調(diào)理電路。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:該調(diào)試系統(tǒng)還包括電源管理電路，電源管理電路與高速模擬量轉(zhuǎn)換電路、FPGA控制器相連，為系統(tǒng)供電。
3.如如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:該調(diào)試系統(tǒng)還包括參考電源電路，參考電源電路與高速模擬量轉(zhuǎn)換電路的各轉(zhuǎn)換電路相連，為各轉(zhuǎn)換電路提供參考電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的FPGA控制器包括通訊單元、時(shí)鐘管理單元、邏輯處理單元、內(nèi)存管理單元和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路，通訊單元、時(shí)鐘管理單元與邏輯處理單元相連，邏輯處理單元分別與內(nèi)存管理單元和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路相連；內(nèi)存管理單元與轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路相連；所述的通訊單元包括PCI總線通訊單元和高速并行總線通訊單元，PCI總線通訊單元和高速并行總線通訊單元分別與邏輯處理單元相連；所述的轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路有多路，每路轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路連接一路轉(zhuǎn)換電路。
5.如權(quán)利要求4所述的動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)換電路、調(diào)理電路和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路均有32路。
6.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將多個(gè)待調(diào)試板卡經(jīng)PCI總線或高速并行總線依次連接到動(dòng)車組多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡，每個(gè)待調(diào)試板卡均將其需要調(diào)試的多路待調(diào)試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到多通道調(diào)試系統(tǒng)的內(nèi)存管理單元，內(nèi)存管理單元依次為多路待調(diào)試數(shù)據(jù)分配存儲(chǔ)空間； (2)將上位機(jī)經(jīng)PCI總線連接到多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡，上位機(jī)軟件通過PCI總線將控制信息傳輸給多通道調(diào)試系統(tǒng)板卡FPGA控制器的邏輯處理單元，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多通道調(diào)試系統(tǒng)的配置； (3)上位機(jī)給定控制信號(hào)，并將控制信號(hào)經(jīng)PCI總線傳遞到邏輯處理單元，控制信號(hào)包括待調(diào)試板卡的信息(即需要輸出哪個(gè)待調(diào)試板卡的調(diào)試數(shù)據(jù))、待調(diào)試板卡的待調(diào)試數(shù)據(jù)信息(即需要輸出待調(diào)試板卡的哪路待調(diào)試數(shù)據(jù)信息)，邏輯單元將上位機(jī)信息解析為調(diào)試板卡和待調(diào)試數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的內(nèi)存管理單元上的位置信息，將信息傳送到FPGA控制器的內(nèi)存管理單元，邏輯處理單元還將輸出通道信息傳送到FPGA控制器的轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)單元，控制對(duì)應(yīng)待調(diào)試板卡的待調(diào)試數(shù)據(jù)經(jīng)相應(yīng)路的轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路輸出。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK103792940SQ201410052353
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】宮文平, 李震, 宋曉鐘 申請(qǐng)人:青島四方車輛研究所有限公司