接口通用适配组合以及基于该组合的信号路径规划方法
【专利摘要】本发明公开了一种大规模接口通用适配组合以及基于该适配组合的信号路径规划方法，采用一块32列×8行的行矩阵开关和n块8列×32行的列矩阵开关背靠背连接，公共的8通道作为模拟总线8通道，组成基于模拟总线32×32n的开关网络，提高了适配组合的规�：屠┱鼓芰Γ辉诳赝缰猩柚闷ヅ涞缱柩≡竦缏罚稍市碛没Ц莶馐陨璞敢约案涸厥粜匝≡癫煌柚档牡缱杞尤氲缏罚銮恳瞧饔敫涸刂涞淖杩蛊ヅ洌槐痉⒚魈峁┑慕涌谕ㄓ檬逝渥楹系穆肪豆婊椒ǎü看温肪豆婊毖≡袷褂么问钌俚耐ǖ溃飧魍ǖ乐锌刂瓶氐氖褂么问纱搜映ふ隹赝绲氖褂檬倜�。
【专利说明】接口通用适配组合以及基于该组合的信号路径规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自动测试【技术领域】，尤其涉及一种大规模接口通用适配组合以及基于 该适配组合的信号路径规划方法。
【背景技术】
[0002] 随着各军兵种对应用ATE加强装备维修保障工作的重视，以及ATE朝小型化、集成 化、通用化发展趋势，ATE(AutomaticTestEquipment)设备将测试不同年代设计的、各种 信号类型、各种连接器接口的电路单元，接口适配问题会越来越突出。以往的自动测试设备 多采用一个UUT(UnitUnderTest)配置一块适配板的方式，如果采用这一方式，完成例如 雷达这种电子装备电路板的测试，将需要配置数千块适配板，数量极其庞大，其适配成本相 当的昂贵。采用这种一对一的适配方法的另一弊端就是测试流程开发时在软件平台需逐一 指定适配信号，效率较低。目前业界都在研宄应用接口适配通用技术，基本都通过矩阵开关 实现信号的自动切换，但信号路由规模较小、自动化程度较低，同时由电路单元信号多种多 样，尤其是各种数字信号及脉冲信号，对信号通道的带宽要求很高，这些问题可能严重影响 ATE在电路单元测试领域的应用。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明提供了一种接口通用适配组合以及基于该适配组合的路径规划 方法，解决接口适配问题，有效简化了适配设备，降低了适配成本。
[0004] 一种接口通用适配组合，包括模拟总线开关网络和3选1板卡，其中，所述模拟总 线开关网络包括1个32列X8行的行矩阵开关和n个8列X32行的列矩阵开关，行矩阵 开关中的8行与每个列矩阵开关中8列一一连接，作为模拟总线开关网络的8个公共通道 busl?bus8,由此形成输入端为32列，输出端为32Xn行的模拟总线开关网络；其中，所述 n为大于或等于1的整数；
[0005] 所述3选1板卡有32Xn个，每个3选1板卡均包括继电器A和继电器B，所述继 电器A的弹片静触点cl接用户端口，�？サ鉧l接自动测试仪器资源的数字I/O端口，常 闭触点bl接继电器B的弹片静触点c2 ;继电器B的�？サ鉧2接模拟总线网络的一个输 出行，常闭触点b2悬空。
[0006] 较佳的，所述行矩阵开关包括三部分电路：第一电路、第二电路和第三电路，其中， 第三电路分布8条互相独立的分时切换线路Ifbus-I?lfbus-8,第一电路和第二电路分别 分布2个8行X8列的矩阵开关单元和8条互相独立的线路；第一电路中的每个矩阵开关 单元的第i行各自通过一个控制开关接到第一电路中的第i条线路xl-i上；第二电路中的 每个矩阵开关单元的第i行k2-i各自通过一个控制开关接第二电路中的第i条线路x2-i 上；线路xl-i与线路x2-i通过一个继电器型控制开关接到第三电路上的第i条分时切换 线路lfbus-i上，所述继电器型控制开关的静触点连接分时切换线路lfbus-i，�？サ愫� 常闭触点分别连接线路xl-i和线路x2-i;其中，i= 1，2，…，8 ;
[0007] 每个所述列矩阵开关包括三部分电路：第四电路、第五电路和第六电路，其中，第 六电路分布8条互相独立的分时切换线路2fbus-l?2fbus-8,第四电路和第五电路分别 分布2个8行X8列的矩阵开关单元和8条互相独立的线路；第四电路中的每个矩阵开关 单元的第i列通过一个控制开关接到第四电路中的第i条线路x4-i上；第五电路中的每 个矩阵开关单元的第i列k5-i通过一个控制开关接第五电路中的第i条线路x5-i上；线 路x4-i与线路x5-i通过一个继电器型控制开关接到第六电路上的第i条分时切换线路上 2fbus-i，所述继电器型控制开关的静触点连接分时切换线路2fbus-i，�？サ愫统１沾� 点分别设置在线路x4_i和线路x5_i上；
[0008] 所述第三电路中的8条分时切换线路Ifbus-I?lfbus-8和第六电路中的8条分 时切换线路2fbus-l?2fbus-8--对应连接起来，分别形成模拟总线开关网络的公共通 道busl?bus8 ;第一电路和第二电路中共4个8行X8列的矩阵开关单元的32列形成模 拟总线开关网络的32列输入端，n个列矩阵开关的共32n行形成模拟总线开关网络的32n 行输出端。
[0009] 进一步的，所述3选1板卡还包括匹配电阻选择电路，所述匹配电阻选择电路包括 M个电阻和M个继电器，所述M个继电器依次串联，第m个继电器的弹片静触点连接第m-1 个继电器的常闭触点，第m个继电器的常闭触点连接第m+1个继电器的弹片静触点；所述m =1，2,…，M;所述M个串联的继电器中的第一个继电器的弹片静触点接在所述用户端口 与继电器B的弹片静触点cl之间，最后一个继电器的常闭触点悬空；每个继电器的�？� 点与信号地之间串联一个所述电阻；所述各电阻的阻值根据被测仪器与负载的阻抗匹配关 系确定。
[0010] 本发明的一种接口通用适配组合的信号路径优化方法，包括如下步骤：
[0011] 步骤1、根据被测仪器所在的模拟总线开关网络中的输入通道，确定信号在行矩阵 开关中列序号；根据用户所在的模拟总线开关网络的输出通道H，确定信号在列矩阵开关 中的行序号：对H/32向下取整加1即为信号所占用的那一块列矩阵开关的序号K，将H对 32取余即为信号在列矩阵开关K中的行号；
[0012] 根据自动测试仪器资源的输入信号类型，确定信号在3选1板卡中的路径；
[0013] 步骤2、查询模拟总线开关网络中的公共通道busl?bus8是否被信号占满：如 果占满，则给出占满提示及当前总线资源配置情况，请用户选择释放资源，然后返回步骤2 ; 如果未占满，则执彳丁步骤3 ;
[0014] 步骤3 :查询模拟总线开关网络中公共通道busl?bus8中空闲的数目是否是当 前信号需要占用的通道数目的1倍以上：
[0015] 如果是，继续查询可使用的模拟总线开关网络中每条公共通道累计使用次数，并 选择使用次数最低的通道作为信号的通道，执行步骤4 ;
[0016] 如果否，将空闲的通道作为信号的通道，执行步骤4 ;
[0017] 步骤4 :根据步骤3中确定的信号所在公共通道以及步骤1中确定的信号在行矩 阵开关中列序号，则信号在行矩阵开关中的行和列交叉点处即为信号的控制开关；
[0018] 根据步骤3中确定的信号所在公共通道以及步骤1确定的信号在列矩阵开关中的 行序号，则在行矩阵开关中的行和列交叉点处即为信号的控制开关；
[0019] 再结合步骤1确定的信号在3选1板卡中的路径，由此确定信号在模拟总线开关 网络中的最终路径，执行步骤5 ;
[0020] 步骤5、累计当前信号所在的公共通道的使用次数；然后闭合所述最终路径中信 号的控制开关，建立信号的路径，测试完毕。
[0021] 进一步的，完成所述步骤5后，判断被测仪器的类型：当被测仪器为激励类仪器 时，根据被测试仪器的测试流程对信号路径上的控制开关进行断开或保持的处理；当被测 仪器为采集类仪器时，释放当前使用的公共通道以及对应信号路径上的所有开关。
[0022] 本发明具有如下有益效果：
[0023] (1)本发明提供的接口通用适配组合，采用一块32列*8行的行矩阵开关和n块8 列*32行的列矩阵开关背靠背连接，公共的8通道作为模拟总线8通道，组成基于模拟总线 32*32n的开关网络，提高了适配组合的规�：屠┱鼓芰Α�
[0024] (2)在开关网络中设置匹配电阻选择电路，可允许用户根据测试设备以及负载属 性选择不同阻值的电阻接入电路，增强仪器与负载之间的阻抗匹配。
[0025] (3)本发明提供的接口通用适配组合的路径规划方法，通过每次路径规划时选择 使用次数最少的通道，均衡各通道中控制开关的使用次数，由此延长整个开关网络的使用 寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1为本发明整体配置原理框图；
[0027] 图2为本发明中行矩阵开关实现原理框图；
[0028] 图3为本发明中列矩阵开关实现原理框图；
[0029] 图4为本发明中接口适配组合中3选1板卡的实现原理框图；
[0030] 图5为本发明中信号路径规划方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0032] 图1为本发明整体配置原理框图。行矩阵是1块8*32矩阵开关，列矩阵是n块 8*32矩阵开关串行连接，行矩阵与列矩阵背靠背连接，公共的8通道作为模拟总线8通道 busl?bus8,组成基于模拟总线32*32n的开关网络。基于模拟总线的开关网络连接到n 块3选1信号选择板卡上，最终实现了模拟类资源和数字资源适配到32n个用户端口。
[0033] 图2为行、列矩阵开关实现原理框图，行、列矩阵开关由4个8*8单元矩阵组成，在 这个矩阵中，每列开关之后都多加一个控制开关，并且把4个8*8子矩阵两两分布在两块 PCB上，组成两块8*16矩阵开关。
[0034] 图3为整板实现原理框图，在两块8*16矩阵开关每列开关之后都多加一个控制开 关，组成8*32矩阵开关，在8*32开关矩阵之外增加了控制开关减小阵列内部分叉，同时开 关矩阵和信号连接器分布在两块板缩短引线长度。
[0035] 图4为接口适配组合中3选1板卡的实现原理框图，本实施例在接口适配组合用 户端口前端增加三种信号匹配电阻。其中，数字IO资源是指自动测试仪器资源输入信号 没有经过行矩阵开关和列矩阵开关而直接进入3选1板卡，列矩阵资源是指自动测试仪器 资源经过行矩阵开关和列矩阵开关后再进入3选1板卡。针对不同被测对象，通过控制各 继电器的通电或断开，可实现匹配电阻的选择，将不同阻值的电阻接入到信号路径中，增强 仪器与负载之间的阻抗匹配。匹配电阻可根据测试需求进行灵活配置，可配置50Q、75D、 IKQ、IOKQ和IMQ等。
[0036] 图5为信号路径规划算法的实现原理框图。首先读取配置的被测仪器名称、通道 L及用户端口H号，根据仪器类型及通道L确定被测仪器所在的行矩阵的列号；
[0037] 根据用户端口号H计算出信号使用哪块列矩阵及在该列矩阵中的行 号：1///32」+卿为在n块列矩阵中信号所占用的那一块列矩阵的序号K;对H/32取余即 为信号在列矩阵K中的行号；
[0038] 然后查询当前模拟总线通道是否被占满，如果占满则给出提示，请用户选择释放 资源；如果模拟总线未被占满，则查询模拟总线通道针对当前配置的资源有无冗余，如果有 冗余，则查询当前空闲的模拟总线每通道累计使用次数，选择使用次数最低的模拟总线通 道作为信号的通道；如果无冗余，直接将空闲的通道作为信号的通道，记录当前信号通道的 累计使用次数。
[0039] 确定信号的通道后，则确定了被测仪器的信号从行矩阵的哪一行输出，以及信号 从第K块列矩阵的的那一列输入；根据之前确定的被测仪器在行矩阵输入端的列号，则行 矩阵中确定的行与列的交叉点，即为行矩阵中的信号的控制开关；同时，根据之前确定的信 号在列矩阵K中的行号，则列矩阵中确定的行与列中交叉点，即为列矩阵中的信号的控制 开关，由此，确定了信号在模拟总线开关网络中的路径。
[0040] 把配置参数传递给板卡驱动程序，控制板卡将行矩阵和列矩阵中的控制开关闭 合，建立信号路径，测试完毕后查询当前配置的仪器资源类型，如果是采集类仪器，则释放 当前使用的模拟总线通道及对应路径上所有开关；如果是激励类仪器，则根据测试流程的 配置进行释放信号路径的控制。
[0041] 综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种接口通用适配组合，其特征在于，包括模拟总线开关网络和3选1板卡，其中， 所述模拟总线开关网络包括1个32列X8行的行矩阵开关和n个8列X32行的列矩阵开 关，行矩阵开关中的8行与每个列矩阵开关中8列一一连接，作为模拟总线开关网络的8个 公共通道busl?bus8,由此形成输入端为32列，输出端为32Xn行的模拟总线开关网络； 其中，所述n为大于或等于1的整数； 所述3选1板卡有32Xn个，每个3选1板卡均包括继电器A和继电器B，所述继电器A的弹片静触点cl接用户端口，�？サ鉧l接自动测试仪器资源的数字I/O端口，常闭触 点bl接继电器B的弹片静触点c2 ;继电器B的�？サ鉧2接模拟总线网络的一个输出行， 常闭触点b2悬空。
2. 如权利要求1所述的一种接口通用适配组合，其特征在于：所述行矩阵开关包括三 部分电路：第一电路、第二电路和第三电路，其中，第三电路分布8条互相独立的分时切换 线路lfbus-1?lfbus-8,第一电路和第二电路分别分布2个8行X8列的矩阵开关单元 和8条互相独立的线路；第一电路中的每个矩阵开关单元的第i行各自通过一个控制开关 接到第一电路中的第i条线路xl-i上；第二电路中的每个矩阵开关单元的第i行k2-i各 自通过一个控制开关接第二电路中的第i条线路x2-i上；线路xl-i与线路x2-i通过一个 继电器型控制开关接到第三电路上的第i条分时切换线路lfbus-i上，所述继电器型控制 开关的静触点连接分时切换线路lfbus-i，�？サ愫统１沾サ惴直鹆酉呗穢l-i和线路 x2-i;其中，i= 1，2，...，8 ; 每个所述列矩阵开关包括三部分电路：第四电路、第五电路和第六电路，其中，第六电 路分布8条互相独立的分时切换线路2fbus-l?2fbus-8,第四电路和第五电路分别分布2 个8行X8列的矩阵开关单元和8条互相独立的线路；第四电路中的每个矩阵开关单元的 第i列通过一个控制开关接到第四电路中的第i条线路x4-i上；第五电路中的每个矩阵开 关单元的第i列k5-i通过一个控制开关接第五电路中的第i条线路x5-i上；线路x4-i与 线路x5-i通过一个继电器型控制开关接到第六电路上的第i条分时切换线路上2fbus-i， 所述继电器型控制开关的静触点连接分时切换线路2fbus-i，�？サ愫统１沾サ惴直鹕� 置在线路x4-i和线路x5-i上； 所述第三电路中的8条分时切换线路lfbus-1?lfbus-8和第六电路中的8条分时 切换线路2fbus-l?2fbus-8--对应连接起来，分别形成模拟总线开关网络的公共通道 busl?bus8 ;第一电路和第二电路中共4个8行X8列的矩阵开关单元的32列形成模拟 总线开关网络的32列输入端，n个列矩阵开关的共32n行形成模拟总线开关网络的32n行 输出端。
3. 如权利要求1或2所述的一种接口通用适配组合，其特征在于，所述3选1板卡还包 括匹配电阻选择电路，所述匹配电阻选择电路包括M个电阻和M个继电器，所述M个继电器 依次串联，第m个继电器的弹片静触点连接第m-1个继电器的常闭触点，第m个继电器的常 闭触点连接第m+1个继电器的弹片静触点；所述m=1，2,…，M;所述M个串联的继电器中 的第一个继电器的弹片静触点接在所述用户端口与继电器B的弹片静触点cl之间，最后一 个继电器的常闭触点悬空；每个继电器的�？サ阌胄藕诺刂浯桓鏊龅缱瑁凰� 各电阻的阻值根据被测仪器与负载的阻抗匹配关系确定。
4. 一种基于权利要求3所述的接口通用适配组合的信号路径优化方法，其特征在于， 包括如下步骤： 步骤1、根据被测仪器所在的模拟总线开关网络中的输入通道，确定信号在行矩阵开关 中列序号；根据用户所在的模拟总线开关网络的输出通道H，确定信号在列矩阵开关中的 行序号：对H/32向下取整加1即为信号所占用的那一块列矩阵开关的序号K，将H对32取 余即为信号在列矩阵开关K中的行号； 根据自动测试仪器资源的输入信号类型，确定信号在3选1板卡中的路径； 步骤2、查询模拟总线开关网络中的公共通道busl?bus8是否被信号占满：如果占 满，则给出占满提示及当前总线资源配置情况，请用户选择释放资源，然后返回步骤2 ;如 果未占满，则执行步骤3; 步骤3 :查询模拟总线开关网络中公共通道busl?bus8中空闲的数目是否是当前信 号需要占用的通道数目的1倍以上： 如果是，继续查询可使用的模拟总线开关网络中每条公共通道累计使用次数，并选择 使用次数最低的通道作为信号的通道，执行步骤4 ; 如果否，将空闲的通道作为信号的通道，执行步骤4 ; 步骤4 :根据步骤3中确定的信号所在公共通道以及步骤1中确定的信号在行矩阵开 关中列序号，则信号在行矩阵开关中的行和列交叉点处即为信号的控制开关； 根据步骤3中确定的信号所在公共通道以及步骤1确定的信号在列矩阵开关中的行序 号，则在行矩阵开关中的行和列交叉点处即为信号的控制开关； 再结合步骤1确定的信号在3选1板卡中的路径，由此确定信号在模拟总线开关网络 中的最终路径，执彳丁步骤5 ; 步骤5、累计当前信号所在的公共通道的使用次数；然后闭合所述最终路径中信号的 控制开关，建立信号的路径，测试完毕。
5.如权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，完成所述步骤5后，判断被测仪器 的类型：当被测仪器为激励类仪器时，根据被测试仪器的测试流程对信号路径上的控制开 关进行断开或保持的处理；当被测仪器为采集类仪器时，释放当前使用的公共通道以及对 应信号路径上的所有开关。
【文档编号】G01R31/28GK104515949SQ201410831795
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年12月26日 优先权日:2014年12月26日
【发明者】王宏伟, 马晓姣, 郇黎明, 任大鹏, 周龙, 张鹏 申请人:北京航天测控技术有限公司
