自动测试系统中矩阵开关设计与实现

《自动测试系统中矩阵开关设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com第2期(总第189期)机械工程与自动化NO．22015年O4月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MATIONApr．文章编号：1672～6413(2015)02-0165-03自动测试系统中矩阵开关的设计与实现米陈雄姿，龙辛，戴建利，刘道(1．湘潭大学智能计算与信息处理教育部重点实验室，湖南湘潭411105；2．湘电风能有限公司，湖南湘潭411101)摘要：矩阵开关是自动测试系统的重要组成部分，负责测试信号的通道选择和切换。根据自动测试系统的实际要求，设

2、计并实现了一种基于FPGA的大规模矩阵开关，它以FPGA为实际控制逻辑核心，通过上位机对FPGA进行配置以实现测试电路以及外围设备的切换。本方案具有开关规模大、成本低、通用性强等特点，极大地提高了测试效率和测试的自动化程度。关键词：自动测试系统；矩阵开关；FPGA；设计中图分类号：TP273文献标识码：A0引言阵列，上位机通过矩阵开关将控制信号切换到相应端口。随着信息时代的到来，自动测试技术凭借测试速2．1矩阵开关继电器选择度快、测试精度高、操作简单等特点成为产品质量检测继电器的性能决定着矩阵开关的可靠性和

3、反应速的重要手段，并广泛地应用于工业生产领域。矩阵开度，是矩阵开关实现通道通断的执行器件。通过分析，关模块不仅是测试系统不可缺少的组成部分，而且是选用欧姆龙公司的单刀双掷G5V一1一DC5V型直流电实现测试系统通用性的最关键部分，电源、信号源等磁继电器，其驱动电流为30mA。图3为继电器原理测试激励信号通过矩阵开关切换到被测对象的任意输图，信号连接使用“2”号和“5”号接线柱，控制线使用入端口，同时将被测对象输出端口的信号自动切换到“3”号和“4”号接线柱，当电压控制信号到来时，电磁线相应的测试仪器、仪表。

4、因此，高性能矩阵开关模块圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，金属片的研制就成为测试系统实现通用性的重要条件。在电磁力的作用下与常闭触点吸合，当电压控制信号1矩阵开关的原理模型消失后，电磁的吸力也随之消失，金属片在内应力的作本文根据项目自动测试系统需要，设计了8×32用下与常闭触点分离，从而实现了“2”号和“5”号接线矩阵开关，它拥有8条行信号线和32条列信号线，任柱的电气导通与切断。意行的信号和任意列的信号可以相互切换。矩阵开关l上位机l原理模型如图1所示，控制继电器的通断就可以实现配置It反馈行和列

5、之间的切换。l程控矩阵开关lAH锁存驱动电路H图2程控矩阵开关原理框图5常开触点图1矩阵开关原理模型62基于FPGA的矩阵开关设计方案图3继电器原理图图2为矩阵开关原理框图。矩阵开关包括由上位2．2矩阵开关通信及控制单元FPGA机与FPGA组成的控制电路、锁存驱动电路和继电器FPGA选用Xilinx公司Spartan一6型百万门级工{l}“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAA01A06)收稿日期：2014—04—30；修订日期：2014—12—2O作者简介：陈雄姿(1986一)，男，湖南娄底人，在读

6、硕士研究生，研究方向：新能源发电系统。学兔兔www.xuetutu.com·166·机械工程与自动化2015年第2期业芯片，基于FPGA设计的测试单元内部集成有层和传输层之间的纽带，采用客户／服务器模式，客户5W5100网络芯片，通过FPGA驱动W5100实现与上端和服务端可以分布于不同的操作系统，编程人员无V位机的网络通信。配置XPS—EPC的相关参数，FPGA需管网络底层的结构与协议就可以方便地对网络进行就能高效便捷地驱动W5100芯片，XPS—EPC软核与操作。从对系统资源开销以及测试速度等角度出发，

7、w51【)()的端口连接见图4。本文采用UDP协议的数据报Socket。数据报Socket将XPS—EPC软核添加到系统中并连接PLB总的工作流程见图6。线，最大地址宽度和数据位宽均设置为32，除地址总Socket0Socket()线(PRH—Addr)外，其余端口均配置成外部端口，并在●●ISE中配置XPS．EPC的起始访问地址为0x80800000，bind0bind0眦●+百最大访问空间为64kB。recvfrom()_1scndto0●EPC]~PRHelk．-JSys—elkWSIO0sendto

8、()卜．1recvfrom()●●PRHWrn／WRcloscsocket0closesocket0PRHRrn／RDPRHAddrADDR0一ADDRl服务端客户端PRHDataDATAO-DATA7图6数据报Socket的工作流程图PRHCsn／cs～一一一～一一一一PRHRDY．_1^jj矩阵开关FPGA驱动解析来自上位机的数据包，并根据指令在任意时刻控制任意继电器通断。网络包、图4XPSEPC软核与W51