帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線制造技術(shù)

一種帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線，其USB接口通過集線器與微處理單元和USB通信總線連接，微處理單元的不同輸出端分別通過同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊和同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊與同步觸發(fā)總線和同步時(shí)鐘總線連接；在USB通信總線、同步觸發(fā)總線和同步時(shí)鐘總線上分別連接多個(gè)USB擴(kuò)展接口，USB擴(kuò)展接口的電源的控制端與微處理單元的一個(gè)輸出端連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：在同一系統(tǒng)中使用多個(gè)USB儀器的能力使得單個(gè)測試系統(tǒng)可以用于測試多種混合信號設(shè)備；確保設(shè)備高精度同步時(shí)鐘輸入輸出；兼容了USB2.0與USB3.0；極大提高了帶寬；使得數(shù)據(jù)處理的效率更高；實(shí)現(xiàn)了更好的電源管理；高數(shù)據(jù)傳輸速率。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線
本技術(shù)涉及一種帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線，是一種面向儀器系統(tǒng)的USB 擴(kuò)展設(shè)備 USB XI (USB extensions for Instrumentation)。主要用于在同一系統(tǒng)中連接使用多個(gè)USB儀器，使得單個(gè)測試系統(tǒng)能夠用于測試多種混合信號設(shè)備。
技術(shù)介紹
目前實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動化測試需要多個(gè)臺式儀器，這需要耗費(fèi)相當(dāng)?shù)某杀竞臀锢砜臻g。傳統(tǒng)的臺式儀器，如任意波形發(fā)生器、邏輯分析儀和示波器等，使用板上有限的存儲器作為存儲波形數(shù)據(jù)的臨時(shí)緩存。板上存儲器昂貴而且可用空間有限。然后，這些儀器系統(tǒng)可以通過GPIB、LAN接口將波形輸入至PC或自PC輸出波形。糟糕的是，這樣的數(shù)據(jù)吞吐量僅僅是數(shù)兆字節(jié)每秒。對于數(shù)據(jù)流導(dǎo)入硬盤或數(shù)據(jù)流導(dǎo)入內(nèi)存等應(yīng)用，需要高得多的傳輸速率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)目的是提供一種帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的需要耗費(fèi)相當(dāng)?shù)某杀竞臀锢砜臻g，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同步精度和數(shù)據(jù)傳輸速率不高的問題。本技術(shù)的技術(shù)方案是一種帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線，包括USB接口，其特征在于，還包括USB通信總線、同步觸發(fā)總線、同步時(shí)鐘總線、微處理單元、同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊、同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊、電源和多個(gè)USB擴(kuò)展接口，USB接口通過集線器與微處理單元和USB通信總線連接，微處理單元的不同輸出端分別通過同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊和同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊與同步觸發(fā)總線和同步時(shí)鐘總線連接；在USB通信總線、同步觸發(fā)總線 和同步時(shí)鐘總線上分別連接多個(gè)USB擴(kuò)展接口，USB擴(kuò)展接口的電源的控制端與微處理單元的一個(gè)輸出端連接。所述的同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊連接有IOMHz的時(shí)鐘。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是這種在同一系統(tǒng)中使用多個(gè)USB儀器的能力使得單個(gè)測試系統(tǒng)可以用于測試多種混合信號設(shè)備，具有以下幾個(gè)方面的突出特點(diǎn)I)增加了設(shè)備同步觸發(fā)輸入輸出確保可靠同步和觸發(fā)；2)增加了設(shè)備同步時(shí)鐘輸入輸出確保高精度；3)兼容了 USB 2. 0 與 USB 3. 0 ；4)極大提高了帶寬——高達(dá)5Gbps全雙工；5)使得數(shù)據(jù)處理的效率更高；6)實(shí)現(xiàn)了更好的電源管理；7)能夠使主機(jī)更快地識別器件；8)可以同時(shí)連接七臺USB外設(shè)進(jìn)行工作；9)利于模塊化儀器的集成和多儀器同時(shí)工作；10)高數(shù)據(jù)傳輸速率。這種在同一系統(tǒng)中使用多個(gè)USB儀器的能力使得單個(gè)測試系統(tǒng)可以用于測試多種混合信號設(shè)備。USB XI通過USB與PC進(jìn)行通訊，對于使用者來說十分方便快捷高效。附圖說明圖1是本技術(shù)的總體結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式參見圖1，本技術(shù)一種帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線，在現(xiàn)有USB接口的基礎(chǔ)上，設(shè)有USB通信總線A、同步觸發(fā)總線B、同步時(shí)鐘總線C、微處理單元MCU、同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊、同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊、電源和多個(gè)USB擴(kuò)展接口(USBXI接口 1、2……n)，USB接口通過集線器HUB與微處理單元MCU和USB通信總線A連接，微處理單元MCU的不同輸出端分別通過同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊和同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊與同步觸發(fā)總線B和同步時(shí)鐘總線C連接。在USB通信總線A、同步觸發(fā)總線B和同步時(shí)鐘總線C上分別連接多個(gè)USBXI接口 1、2……n，USB擴(kuò)展接口的電源的控制端與微處理單元MCU的一個(gè)輸出端連接。所述的同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊連接有IOMHz的時(shí)鐘。本技術(shù)在使用時(shí)，可以在每一 USBXI接口 1、2……η連接一臺具有USB接口的設(shè)備，本技術(shù)的USB接口與電腦PC (通信)連接。本技術(shù)作為新一代的USB平臺，USB XI的技術(shù)設(shè)計(jì)為外設(shè)儀器增加了同步觸發(fā)輸入輸出及同步時(shí)鐘輸入輸出功能。對于混合信號或是多路信號測試，USB XI的另一個(gè)技術(shù)優(yōu)勢便是，它提供了在同一個(gè)系統(tǒng)中緊密集成多個(gè)儀器的能力。這一能力提供了儀器間的精確同步，作為新一代的USB平臺，USB XI的技術(shù)設(shè)計(jì)為相關(guān)虛擬測試儀器提供了更高級別的同步，并且同時(shí)保持了向后的兼容性，USB XI背板中的IOMHz差分時(shí)鐘能夠讓多個(gè)設(shè)備將其采樣時(shí)鐘同步到相同的參考時(shí)鐘上。背板上的觸發(fā)線路讓測試設(shè)備可以進(jìn)行協(xié)同觸發(fā)，并且使用相同的IOMHz時(shí)鐘邊沿。USB XI提供了同步和同時(shí)鐘功能，實(shí)現(xiàn)了更高精度的測量并減少了儀器所占用的空間。這種實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)的混合信號方式使得多種測試應(yīng)用獲益匪淺，以往，這些設(shè)備的自動化測試需要多個(gè)臺式儀器，這需要耗費(fèi)相當(dāng)?shù)某杀竞臀锢砜臻g。而本技術(shù)USBXI儀器系統(tǒng)提供了一種單平臺解決方案，通過該方案，可以在單個(gè)測試中集成多臺儀器。可以將一個(gè)混合信號測試平臺集成至單個(gè)測試系統(tǒng)中。利用儀器系統(tǒng)的模塊化實(shí)現(xiàn)方式，可以通過重新配置該系統(tǒng)或?qū)ζ鋽U(kuò)展以滿足未來的測試需求。比如:在PC上開發(fā)出功能選擇界面；選擇其中某個(gè)(或是某些)功能項(xiàng)后，會在PC上彈出此功能項(xiàng)的操作界面；選擇示波器一個(gè)選項(xiàng)，彈出相應(yīng)的界面。USB XI儀器系統(tǒng)的最大技術(shù)優(yōu)勢在于高數(shù)據(jù)傳輸速率。這一優(yōu)勢不僅縮短了常見自動化測試應(yīng)用的測試時(shí)間，也使得使用現(xiàn)有商用硬件實(shí)現(xiàn)的新型應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。范例之一便是數(shù)據(jù)流導(dǎo)入PC，如信號情報(bào)和數(shù)字視頻測試等。USB XI憑借其高傳輸速率和低總線時(shí)延，實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量，其實(shí)際傳輸速率大約是3.2Gbps (即400MB/S)，理論上的最高速率是5.0Gbps (即625MB/S)。由于兼容了 USB 3.0使得接口供電能力為1A，并且采用設(shè)備輪詢，而是采用中斷驅(qū)動協(xié)議。因此，在有中斷請求數(shù)據(jù)傳輸之前，待機(jī)設(shè)備并不耗電。大量的數(shù)據(jù)流傳輸需要更快的性能支持，同時(shí)傳輸?shù)臅r(shí)候，空閑時(shí)設(shè)備可以轉(zhuǎn)入到低功耗狀態(tài)。甚至可以空下來去接收其他的指令，完成其他動作。本技術(shù)的工作原理是I)當(dāng)外部給USB XI平臺提供電源后，Hub和MCU部分先運(yùn)行起來。2)當(dāng)MCU經(jīng)過Hub得到外部指令后，控制上圖中的電源給USB XI接口及設(shè)備部分供電或是斷電來實(shí)現(xiàn)外設(shè)的上電或是斷電。3)當(dāng)USB XI接口及設(shè)備部分得到供電后，外設(shè)經(jīng)過USB XI接口、Hub，USB接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊工作。4)當(dāng)外設(shè)可以和上位機(jī)正常工作后，通過MCU控制同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊來選擇7個(gè)外設(shè)中的任何一個(gè)來作為同步觸發(fā)輸出端，其他6個(gè)作為同步觸發(fā)輸入端。5)當(dāng)外設(shè)可以和上位機(jī)正常工作后，通過MCU控制同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊來選擇7個(gè)外設(shè)中的任何一個(gè)來作為同步時(shí)鐘輸出端，其他6個(gè)作為同步時(shí)鐘輸入端；或是IOMHz CLK作為同步時(shí)鐘輸出端，7個(gè)外設(shè)都作為同步時(shí)鐘輸入端。6)為了使用更高頻率的高精度時(shí)鐘頻率時(shí)，可以通過更改IOMHz CLK模塊來實(shí)現(xiàn)。7)通訊都是由USB通訊總線來實(shí)現(xiàn)；觸發(fā)同步是由同步觸發(fā)總線來完成；時(shí)鐘同步是由同步時(shí)鐘總線來 進(jìn)行。權(quán)利要求1.一種帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線，包括USB接口，其特征在于，還包括USB通信總線、同步觸發(fā)總線、同步時(shí)鐘總線、微處理單元、同步觸發(fā) 輸入輸出選擇模塊、同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊、電源和多個(gè)USB擴(kuò)展接口，USB接口通過集線器與微處理單元和USB通信總線連接，微處理單元的不同輸出端分別通過同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊和同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊與同步觸發(fā)總線和同步時(shí)鐘本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種帶觸發(fā)和時(shí)鐘同步功能的控制總線，包括USB接口，其特征在于，還包括USB通信總線、同步觸發(fā)總線、同步時(shí)鐘總線、微處理單元、同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊、同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊、電源和多個(gè)USB擴(kuò)展接口，USB接口通過集線器與微處理單元和USB通信總線連接，微處理單元的不同輸出端分別通過同步觸發(fā)輸入輸出選擇模塊和同步時(shí)鐘輸入輸出選擇模塊與同步觸發(fā)總線和同步時(shí)鐘總線連接；在USB通信總線、同步觸發(fā)總線和同步時(shí)鐘總線上分別連接多個(gè)USB擴(kuò)展接口，USB擴(kuò)展接口的電源的控制端與微處理單元的一個(gè)輸出端連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：公偉，郝春華，
申請(專利權(quán))人：青島漢泰電子有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：