专利名称：带触发和时钟同步功能的控制总线的制作方法
技术领域：
带触发和时钟同步功能的控制总线技术领域[0001]本实用新型涉及一种带触发和时钟同步功能的控制总线，是一种面向仪器系统的USB 扩展设备 USB XI (USB extensions for Instrumentation)。主要用于在同一系统中连接使用多个USB仪器，使得单个测试系统能够用于测试多种混合信号设备。
背景技术：
[0002]目前实现设备的自动化测试需要多个台式仪器，这需要耗费相当的成本和物理空间。传统的台式仪器，如任意波形发生器、逻辑分析仪和示波器等，使用板上有限的存储器作为存储波形数据的临时缓存。板上存储器昂贵而且可用空间有限。然后，这些仪器系统可以通过GPIB、LAN接口将波形输入至PC或自PC输出波形。糟糕的是，这样的数据吞吐量仅仅是数兆字节每秒。对于数据流导入硬盘或数据流导入内存等应用，需要高得多的传输速率。发明内容[0003]本实用新型目的是提供一种带触发和时钟同步功能的控制总线，以解决现有技术存在的需要耗费相当的成本和物理空间，结构复杂，同步精度和数据传输速率不高的问题。[0004]本实用新型的技术方案是一种带触发和时钟同步功能的控制总线，包括USB接口，其特征在于，还包括USB通信总线、同步触发总线、同步时钟总线、微处理单元、同步触发输入输出选择模块、同步时钟输入输出选择模块、电源和多个USB扩展接口，USB接口通过集线器与微处理单元和USB通信总线连接，微处理单元的不同输出端分别通过同步触发输入输出选择模块和同步时钟输入输出选择模块与同步触发总线和同步时钟总线连接；在USB通信总线、同步触发总线 和同步时钟总线上分别连接多个USB扩展接口，USB扩展接口的电源的控制端与微处理单元的一个输出端连接。[0005]所述的同步时钟输入输出选择模块连接有IOMHz的时钟。[0006]本实用新型的优点是这种在同一系统中使用多个USB仪器的能力使得单个测试系统可以用于测试多种混合信号设备，具有以下几个方面的突出特点[0007]I)增加了设备同步触发输入输出确保可靠同步和触发；[0008]2)增加了设备同步时钟输入输出确保高精度；[0009]3)兼容了 USB 2. 0 与 USB 3. 0 ；[0010]4)极大提高了带宽——高达5Gbps全双工；[0011]5)使得数据处理的效率更高；[0012]6)实现了更好的电源管理；[0013]7)能够使主机更快地识别器件；[0014]8)可以同时连接七台USB外设进行工作；[0015]9)利于模块化仪器的集成和多仪器同时工作；[0016]10)高数据传输速率。[0017]这种在同一系统中使用多个USB仪器的能力使得单个测试系统可以用于测试多种混合信号设备。USB XI通过USB与PC进行通讯，对于使用者来说十分方便快捷高效。
图1是本实用新型的总体结构框图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型一种带触发和时钟同步功能的控制总线，在现有USB接口的基础上，设有USB通信总线A、同步触发总线B、同步时钟总线C、微处理单元MCU、同步触发输入输出选择模块、同步时钟输入输出选择模块、电源和多个USB扩展接口(USBXI接口 1、2……n)，USB接口通过集线器HUB与微处理单元MCU和USB通信总线A连接，微处理单元MCU的不同输出端分别通过同步触发输入输出选择模块和同步时钟输入输出选择模块与同步触发总线B和同步时钟总线C连接。在USB通信总线A、同步触发总线B和同步时钟总线C上分别连接多个USBXI接口 1、2……n，USB扩展接口的电源的控制端与微处理单元MCU的一个输出端连接。所述的同步时钟输入输出选择模块连接有IOMHz的时钟。本实用新型在使用时，可以在每一 USBXI接口 1、2……η连接一台具有USB接口的设备，本实用新型的USB接口与电脑PC (通信)连接。
本实用新型作为新一代的USB平台，USB XI的技术设计为外设仪器增加了同步触发输入输出及同步时钟输入输出功能。对于混合信号或是多路信号测试，USB XI的另一个技术优势便是，它提供了在同一个系统中紧密集成多个仪器的能力。这一能力提供了仪器间的精确同步，作为新一代的USB平台，USB XI的技术设计为相关虚拟测试仪器提供了更高级别的同步，并且同时保持了向后的兼容性，USB XI背板中的IOMHz差分时钟能够让多个设备将其采样时钟同步到相同的参考时钟上。背板上的触发线路让测试设备可以进行协同触发，并且使用相同的IOMHz时钟边沿。USB XI提供了同步和同时钟功能，实现了更高精度的测量并减少了仪器所占用的空间。这种实现仪器系统的混合信号方式使得多种测试应用获益匪浅，以往，这些设备的自动化测试需要多个台式仪器，这需要耗费相当的成本和物理空间。而本实用新型USBXI仪器系统提供了一种单平台解决方案，通过该方案，可以在单个测试中集成多台仪器。可以将一个混合信号测试平台集成至单个测试系统中。利用仪器系统的模块化实现方式，可以通过重新配置该系统或对其扩展以满足未来的测试需求。比如:在PC上开发出功能选择界面；选择其中某个(或是某些)功能项后，会在PC上弹出此功能项的操作界面；选择示波器一个选项，弹出相应的界面。USB XI仪器系统的最大技术优势在于高数据传输速率。这一优势不仅缩短了常见自动化测试应用的测试时间，也使得使用现有商用硬件实现的新型应用得以实现。范例之一便是数据流导入PC，如信号情报和数字视频测试等。USB XI凭借其高传输速率和低总线时延，实现更高的吞吐量，其实际传输速率大约是3.2Gbps (即400MB/S)，理论上的最高速率是5.0Gbps (即625MB/S)。由于兼容了 USB 3.0使得接口供电能力为1A，并且采用设备轮询，而是采用中断驱动协议。因此，在有中断请求数据传输之前，待机设备并不耗电。大量的数据流传输需要更快的性能支持，同时传输的时候，空闲时设备可以转入到低功耗状态。甚至可以空下来去接收其他的指令，完成其他动作。[0026]本实用新型的工作原理是[0027]I)当外部给USB XI平台提供电源后，Hub和MCU部分先运行起来。[0028]2)当MCU经过Hub得到外部指令后，控制上图中的电源给USB XI接口及设备部分供电或是断电来实现外设的上电或是断电。[0029]3)当USB XI接口及设备部分得到供电后，外设经过USB XI接口、Hub，USB接口与上位机进行通讯工作。[0030]4)当外设可以和上位机正常工作后，通过MCU控制同步触发输入输出选择模块来选择7个外设中的任何一个来作为同步触发输出端，其他6个作为同步触发输入端。[0031]5)当外设可以和上位机正常工作后，通过MCU控制同步时钟输入输出选择模块来选择7个外设中的任何一个来作为同步时钟输出端，其他6个作为同步时钟输入端；或是IOMHz CLK作为同步时钟输出端，7个外设都作为同步时钟输入端。[0032]6)为了使用更高频率的高精度时钟频率时，可以通过更改IOMHz CLK模块来实现。[0033]7)通讯都是由USB通讯总线来实现；触发同步是由同步触发总线来完成；时钟同步是由同步时钟总线来 进行。
权利要求1.一种带触发和时钟同步功能的控制总线，包括USB接口，其特征在于，还包括USB通信总线、同步触发总线、同步时钟总线、微处理单元、同步触发 输入输出选择模块、同步时钟输入输出选择模块、电源和多个USB扩展接口，USB接口通过集线器与微处理单元和USB通信总线连接，微处理单元的不同输出端分别通过同步触发输入输出选择模块和同步时钟输入输出选择模块与同步触发总线和同步时钟总线连接；在USB通信总线、同步触发总线和同步时钟总线上分别连接多个USB扩展接口，USB扩展接口的电源的控制端与微处理单元的一个输出端连接。
2.根据权利要求1所述的带触发和时钟同步功能的控制总线，其特征在于，所述的同步时钟输 入输出选择模块连接有IOMHz的时钟。
专利摘要一种带触发和时钟同步功能的控制总线，其USB接口通过集线器与微处理单元和USB通信总线连接，微处理单元的不同输出端分别通过同步触发输入输出选择模块和同步时钟输入输出选择模块与同步触发总线和同步时钟总线连接；在USB通信总线、同步触发总线和同步时钟总线上分别连接多个USB扩展接口，USB扩展接口的电源的控制端与微处理单元的一个输出端连接。本实用新型的优点是在同一系统中使用多个USB仪器的能力使得单个测试系统可以用于测试多种混合信号设备；确保设备高精度同步时钟输入输出；兼容了USB2.0与USB3.0；极大提高了带宽；使得数据处理的效率更高；实现了更好的电源管理；高数据传输速率。
文档编号G06F13/38GK203102268SQ201320050059
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者公伟, 郝春华 申请人:青岛汉泰电子有限公司