一种多功能信号路由适配矩阵的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在各类复杂系统（如航电系统、车电系统、自动化控制系统等）试 验、离位测试、集成验证等领域中验证平台采用的多功能信号路由适配矩阵。
【背景技术】
[0002] 复杂系统的功能、性能复杂度决定了系统内外部接口类型多、数量规模大的特点。 在系统试验、测试、集成验证的过程中，需要将系统内各个子系统、模块进行交联，也需要实 现系统与外围的测试资源和仿真模块的物理交互。这就需要系统的验证平台具备系统信号 的汇接和测试通道分配能力。
[0003] 传统的验证平台常设计专用的汇线箱和电缆，实现被测系统与验证平台的交联。 这种连接方式往往通过硬线将验证平台内的各个测试1\〇通道与被测信号进行映射，测试 资源与被测信号绑定，导致测试资源无法复用。因此，传统的验证平台往往是专用的测试环 境，存在测试功能单一、资源复用性差、无法满足不同产品测试，乃至同一产品不同技术状 态下的测试。与此同时，传统的验证平台并不支持系统连接关系、试验构型的变更和切换， 这导致被测信号的激励源与目标是不可更改的，这导致验证平台难以满足增量式集成的需 求。
[0004] 为了避免重复开发，减少项目开发成本、缩短项目周期。面向信号的通用测试平台 架构已被引入复杂系统的验证工作中。本发明提供的多功能信号路由适配矩阵正是基于上 述思想的设计成果，本适配矩阵不但可以避免测试资源与被测信号绑定，实现面向信号的 测试，且可以根据集成验证活动的需求，快速配置被测信号与真实产品或仿真器的连接关 系，满足集成工作的需求。
【发明内容】
[0005] 针对传统验证平台的不足以及现有适配技术的缺失，本发明的发明目的在于一种 基于面向信号测试思想设计的模块化多功能信号路由适配矩阵，拟解决传统验证平台存在 的信号路由配置功能缺失的问题，提高整个验证平台的通用性，并满足集成验证工作的需 求。
[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现的：
[0007] -种多功能信号路由适配矩阵，包含真件/仿真件切换模块、多路信号矩阵模块、 上位机；
[0008] 所述上位机通过以太网发送控制指令，控制多路信号矩阵模块和真件/仿真件切 换模块做出相应的切换动作；
[0009] 所述多路信号矩阵模块与真件/仿真件切换模块级联，并接入测试资源与被测产 品之间，所述多路信号矩阵模块在上位机控制下实现多路的测试通道切换；
[0010] 所述真件/仿真件切换模块在上位机控制下实现仿真器、真实设备输入输出接口 的快速切换。
[0011] 优选地，所述真件/仿真件切换模块包含核心板、接口板、前面板、后面板、FPGA 千兆网络控制模块；
[0012] 所述FPGA千兆网络控制单元用于接收上位机的控制指令，并将控制指令解码送 入核心板中处理；
[0013] 所述核心板用于依据控制指令，控制接口板中的继电器，做出切换动作；
[0014] 所述前面板用于提供真件/仿真件切换模块与外部的总线与非总线接口；
[0015] 所述后面板用于提供JTAG接口、状态控制接口、监控接口。
[0016] 优选地，所述核心板包含FPGA芯片、4个DB78接口、2个SFP接口；
[0017] 所述FPGA芯片为主控制芯片；
[0018] 所述4个DB78接口用于根据不同的需要连接不同总线子模块；
[0019] 所述2个SFP接口分别用于提供光口 /电口两种接口方式。
[0020] 优选地，所述多路信号矩阵模块包含控制器和矩阵开关，所述控制器用于负责解 析上位机的控制指令并控制矩阵开关的切换动作，从而实现多路的测试通道切换。
[0021] 本发明的有益效果在于：使用本发明提出的模块化多功能信号路由适配矩阵，操 作可视化的控制界面，通过真件/仿真件切换模块与多路信号矩阵模块，可以提高配线的 工作效率和正确率，增加验证平台的通用性，使验证环境开发成本降低，并实现快速配置验 证构型，提高工作效率，减少平台硬件和软件的重复开发。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明多功能信号路由适配矩阵的结构示意图。
[0023] 图2为本发明中的真件/仿真件切换模块的结构示意图。
[0024] 图3为真件/仿真件切换模块中核心板原理框图。
[0025] 图4为真件/仿真件切换模块中接口板ARINC429/RS422配线设备原理图。
[0026] 图5为真件/仿真件切换模块中接口板DIO配线设备原理图。
[0027] 图6为真件/仿真件切换模块中DIO配线设备后面板及其接口定义。
[0028] 图7为真件/仿真件切换模块中ARINC429配线后面板及其接口定义。
[0029] 图8为监控端口控制模块原理框图。
[0030] 图9为多路多路信号矩阵模块NI矩阵板卡连接关系原理图。
[0031] 图10为多路多路信号矩阵模块配线矩阵使用原理框图。
[0032] 具体实现方式
[0033] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0034] 如图1所示的一种多功能信号路由适配矩阵，在复杂系统集成验证活动中可以将 信号通路在真实产品与仿真模型之间进行切换，从而快速实现验证平台的构型切换便于系 统的增量式集成；在此基础上，可实现测试资源与被测信号间的数字化配线，从而实现测试 资源复用。使用本发明公开的这种模块化的多功能信号路由适配矩阵，在验证平台与被测 对象间增加相应配线系统，可隔离不同产品的硬件差异，大大提高验证平台的通用性；同 时，可以使验证平台满足增量式集成的需求。
[0035] 本发明包含真件/仿真件切换模块、多路信号矩阵模块、上位机。
[0036] 上位机通过以太网发送控制指令，控制多路信号矩阵模块和真件/仿真件切换模 块做出相应的切换动作；
[0037] 所述多路信号矩阵模块与真件仿真件切换模块级联，并接入测试资源与被测产品 之间，所述多路信号矩阵模块在上位机控制下实现多路的测试通道切换；
[0038] 所述真件仿真件切换模块模块在上位机控制下实现仿真器、真实设备输入输出接 口的快速切换。
[0039] (一）真件/仿真件切换模块
[0040] 如图2所示，所述真件/仿真件切换模块包含核心板、接口板、前面板、后面板、 FPGA千兆网络控制模块。
[0041] 1、核心板设计
[0042] 如图3所示，核心板采用的是Altera公司生产的FPGA，Cyclone III系列的 EP3C120F780C7N作为主控制芯片。Cycl〇ne_U' III系列FPGA前所未有地同时实现了低功 耗、低成本和高性能。其体系结构包括高达120K的垂直排列逻辑单元（LE)、以9-Kbit (M9K) 模块构成的4Mbits嵌入式存储器、200个18x18的嵌入式乘法器。Cyclone III FPGA在布 局上提供丰富的存储器、乘法器资源和IO 口资源，包括200K逻辑单元、SMbits嵌入式存储 器和396个嵌入式乘法器、221路差分IO通道（即442路单端IO通道）。
[0043] 核心板的主要功能是实现与上位机之间的通信，通过控制FPGA千兆网络控制模 块来接收上位机下发的配线指令并根据指令来控制接口板继电器来完成配线工作。该芯片 的选型除了满足目前产品200路配线开关控制的设计需要，还考虑了未来多种总线复用硬 件平台的需要。
[0044] 配线设备与上位机连接通过以太网来进行通信。其中网络PHY芯片采用Marvell 公司的88E1111芯片，该收发器支持10M/100M/1000M网络互连，可为系统开发商提供一 个稳定可靠、成本低廉的优质网络解决方案。Alaska系列的88E1111即支持铜介质的 1000BASE-T又支持光纤介质的1000BASE-X的物理层收发器，主要具有如下特点：
[0045] ?超低功耗，只需要0. 7