专利名称：改进的vxi总线多模块载板的制作方法
技术领域：
本发明属于自动测试设备(ATE)领域，具体涉及一种改进的VXI总线多模块载板结构。
背景技术：
VXI总线技术是将电子仪器技术与计算机技术融为一体的模块化虚拟仪器技术，自1987年问世以来，经过长期的发展，已成为目前航空、航天自动测试系统的主流平台，在我国也得到了广泛的应用。
考虑到电子设备的多样性和复杂性，VXI测试系统需要为被测设备提供种类各异的激励与测试能力，所以随着模块化仪器技术的发展，国外厂商借鉴VME总线关于搭载模块的工业标准ANSI/VITA 12-1996，American National Standardfor the Mezzanine Concept M-Module Specification，推出了VXI总线M模块载板、和搭载的不同功能的M模块、以及M模块开发板，通过在载板上搭载多个不同模块的方式，使一个VXI总线槽位可具有多种不同类型IO信号的处理功能，以满足用户测试需求的灵活性。
这种M模块载板，存在以下缺点 (1)寻址的空间太小载板提供给M模块的地址线只有MA1～MA7(256字节)，使VXI总线系统对M模块的操作控制与数据交换，以及M模块可实现的功能，都受到极大限制。
(2)无法区分A16/A24两种操作按VXI规范，每个VXI模块在A16空间里有64字节的配置寄存器空间，M模块的其它寄存器必须置于A24空间。但载板上提供给M模块的插座上，只有一个CS*信号，VXI总线无法直接对M模块做A16和A24两种操作。
(3)设计复杂上电时载板必须自动地从M模块的FEH地址先将搭载的M模块的配置寄存器的内容读出，转存到载板的相应寄存器内，供VXI机箱的0槽管理器用A16操作访问。工作时VXI总线通过载板对M模块进行A24操作。
(4)不能充分利用A16空间VXI模块配置寄存器的基本内容，一般只需要8个字节，由于对搭载的M模块不能区分A16和A24操作，A16空间剩余的字节无法充分利用。
(5)用户难于在载板上自行设计开发M模块上电时，载板上从M模块接口读取并转存其配置信息，然后提供VXI总线管理器访问。这一复杂过程的电路与程序，对于用户完全是不可见的，用户要自行设计开发M模块，并保证其与载板的共用性，就非常困难。
(6)面包板不能完成产品开发厂商为用户提供的M模块面包板对接口信号又做了一次转换，内部电路对于用户同样完全不可见。
(7)M模块面积偏小载板设计成可搭载6个单宽度M模块，每个M模块的尺寸为53mm×148mm，能实现的仪器功能受到较大限制。
(8)载板宜用面积偏低由于受到载板前面板尺寸限制，实际仅4个模块可通过用户连接器与外部进行信号交连，载板宜于搭载M模块的面积为31376mm2(占载板面积的41.4％)。
发明内容
针对已有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是为基于VXI总线的自动测试设备提供一种改进的VXI总线多模块载板结构，以克服已有技术M模块载板货架产品的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是 一种VXI总线多模块载板，包括地址选通信号，地址信号线，搭载模块插座信号定义；所述载板向搭载模块提供A16CS*和A24CS*两个地址选通信号，分别用于VXI总线对搭载模块直接进行A16操作和A24操作。
载板增设连接到搭载模块的A8～A23地址信号线(16根)，使搭载模块可用的存储空间不再受限于原来256字节固定值。
载板上除原有的为每个搭载模块设置的A16逻辑地址拨码开关外，为各搭载模块各增设一个4位的A24空间容量拨码开关，取代搭载模块上器件类型寄存器D12～D15位，通过该开关编码，设置搭载模块需要的A24空间大小。最大可用A24存储空间扩展到8M字节。
将原来在搭载模块上的A24偏址寄存器，改设在载板上，并在载板接口电路中设置A24空间控制译码器和A24地址比较器，根据搭载模块要求的A24空间容量和VXI总线0槽分配给该模块的A24基址，在VXI总线对搭载模块执行A24操作时，生成A24CS*选通信号。
将搭载模块的尺寸增大为71mm×221mm(15691mm2)，相当于原先一个双宽度M模块的面积(15688mm2)，使搭载模块可实现的电路功能满足多数应用要求。且每个模块都可通过连接器与外部直接进行信号交连。
改进设计后的C尺寸VXI总线多模块载板，最多可搭载3个上述尺寸的功能独立的模块，相当于3个双宽度M模块。载板上宜于搭载模块的面积为47073mm2(占载板面积的62.1％)。
在载板上用CPLD可编程逻辑器件实现VXI总线信号与载板上搭载模块操作信号间的转换逻辑，省去了FPGA器件的上电加载过程，避免了上电时载板转载搭载模块配置寄存器的内部操作，保证上电后各搭载模块能立即接受VXI总线0槽管理器的访问。
在CPLD可编程逻辑器件内部综合了VXI总线到各搭载模块的本地总线信号的全部转换电路，包括数据线地址线缓冲电路，地址修正线译码电路，A16逻辑地址比较电路，A24基址寄存器，A24逻辑地址译码与比较电路，中断处理电路，数据应答信号产生电路。
本发明带来以下有益效果 1)完善了VXI总线在A16/A24空间对搭载模块的直接控制与操作。
2)显著扩展了搭载模块的可用存储空间，包括可充分利用VXI总线规范分配的64字节的A16空间，和最大可达8M的字节的A24空间。
3)搭载模块基址和存储空间容量由拨码开关设定，并将A24偏址寄存器、A24空间控制译码器和A24地址比较器都设在载板上，简化了载板电路的设计。也简化了搭载模块与载板的接口电路的设计。
4)避免了上电时载板转载搭载模块配置寄存器的复杂过程，上电后VXI总线即可经载板直接访问搭载模块的A16和A24空间，进行A16和A24操作，控制搭载模块的动作。
5)3个搭载模块都可经连接器直接与外部实现信号交连，增大了载板上宜于搭载模块的有用面积。
6)增大搭载模块尺寸和存储空间后，可设计功能较为复杂的搭载模块。
7)本发明提出的多模块载板设计技术，完整、规范，容易掌握。便于设计开发各种VXI应用功能的搭载模块，减少其研制费用和时间。
本发明有利于VXI总线技术的推广应用。尤其便于用户在缺乏所需VXI货架产品时，为其ATE系统自行设计和开发专用的虚拟仪器模块。可提高ATE系统的扩展性和灵活性。
图1为HP公司的M模块载板的原理框图。
图2为本发明改进的VXI总线多模块载板的原理框图。
具体实施例方式 下面结合附图对本发明做进一步的描述。
实施例 图1为HP公司M模块载板HP E2251A的组成框图，载板与M模块通过双列40芯插座交连，引脚信号定义见表1。
载板为每个M模块提供VXI总线规范要求的4个A16配置寄存器识别寄存器(00h)、类型寄存器(02h)、状态/控制寄存器(04h)、A24基址寄存器(06h)。上电时，载板从M模块的FEH地址读出搭载的M模块上EEPROM中的内容，把其中的ID代码、类型代码存入识别寄存器、类型寄存器。A24基址由VXI资源管理器分配后用A16操作写入A24基址寄存器，以控制A24寻址。由于上电时要从M模块的同一个FEH地址读出包括多个不同数据的配置信息，使接口电路和上电操作变得很复杂。
每个M模块分配有256字节的存储空间，HP对其产品上存储地址的使用做了如下分配(具体内容由模块型号决定)。访问采用A24/D16操作。
·00h状态寄存器 ·02h配置/控制寄存器 ·04h中断寄存器 ·06h～0Eh与器件有关的寄存器(保留) ·10h～FDh用作I/O寄存器 ·FEhEEPROM 表1M模块载板上M模块插座的引脚信号定义 图2是本发明改进的VXI总线多模块载板的原理框图。载板与每个搭载模块通过3列60芯插座交连，引脚信号定义见表2。
表2改进的VXI多模块载板上搭载模块插座的引脚定义 载板为每个搭载模块提供了A16CS*和A24CS*两个板选信号，分别用于VXI总线对搭载模块直接进行A16和A24操作。因此，上电时，搭载模块的配置信息可直接从搭载模块上读出，不需要类似HP公司的M模块载板那样复杂的读取与转存过程， 载板上的总线转换逻辑实现以下功能 1)地址修正线按A16/A24操作正确译码。
2)按D08/D16操作要求正确处理DS0*、DS1*、A01、LWORD*信号线的译码。
3)每个搭载模块的逻辑地址用8位逻辑地址拨码开关独立设置，由VXI的0槽管理器按逻辑地址给每个搭载模块在A16空间分配64字节的存储空间，采用A16操作直接访问。
4)每个搭载模块的A24空间大小用4位A24空间拨码开关独立设置，由VXI的0槽管理器根据其空间容量要求，将A24基址写入载板上的A24基址寄存器，为每个搭载模块分配相应的A24存储空间(最大8M字节)，采用A24操作直接访问。
5)建立中断请求链和中断响应链，载板上M模块的中断优先级按M模块插座序号安排，M1优先级最高，M3优先级最低。
6)按VXI总线规范设计中断源识别电路，中断应答周期内自动提供状态/ID响应。
7)按VXI总线规范设计数据传输应答电路，保证正确应答对搭载模块的各种操作。
此外，增加定义了MFAIL*引脚信号，可供搭载模块在发生故障时用该引脚指示自身故障。
每块载板可搭载3个功能独立的模块。各搭载模块都可经连接器直接与外部实现信号交连。载板上为每个搭载模块设置6个螺孔，用于紧固搭载模块。
本发明载板上的搭载模块与已有的M模块货架产品的结构尺寸图相比，尺寸明显增大(面积相当于双宽度M模块)，因而可以容纳更为复杂的功能。
权利要求
1.一种VXI总线多模块载板，包括地址选通信号，地址信号线，和插座信号定义，其特征在于所述载板向搭载模块提供A16CS*和A24CS*两个地址选通信号，分别用于VXI总线经载板对搭载模块直接进行A16操作和A24操作；载板上增设连接到搭载模块的A8～A23地址信号线；除原有的为每个搭载模块设置的A16逻辑地址拨码开关外，为各搭载模块各增设一个4位的A24空间容量拨码开关，并在载板接口电路中设置A24空间控制译码器和A24地址比较器；载板向每个搭载模块提供一个3列60芯的插座；载板上搭载模块的尺寸为71mm×221mm。
2.根据权利要求1所述的一种VXI总线多模块载板，其特征在于载板到搭载模块的本地总线信号定义及插座引脚分配如下表所示
3.根据权利要求1所述的一种VXI总线多模块载板，其特征在于所述每块载板可搭载3个功能独立的模块，每个搭载模块都可通过自己模块上独立的连接器与外部实现信号交连。
4.根据权利要求1所述的一种VXI总线多模块载板，其特征在于在载板上搭载模块的插座引脚中定义了MFAIL*信号，用于在搭载模块失效时作为故障指示。
5.根据权利要求1所述的一种VXI总线多模块载板，其特征在于在载板上设有用以实现VXI总线信号与载板上搭载模块操作信号间转换逻辑的CPLD可编程逻辑器件。
6.根据权利要求5所述的一种VXI总线多模块载板，其特征在于在CPLD可编程逻辑器件内部综合了VXI总线到各搭载模块的本地总线信号的全部转换电路，包括数据线地址线缓冲电路，地址修正线译码电路，A16逻辑地址比较电路，A24基址寄存器，A24逻辑地址译码与比较电路，中断处理电路，数据应答信号产生电路。
全文摘要
本发明公开了一种改进的VXI总线多模块载板。该载板向搭载模块提供A16CS*和A24CS*两个地址选通信号，使VXI总线通过载板上的总线转换电路，可直接对搭载模块进行A16和A24两种操作；载板上除原有的为每个搭载模块设置的A16逻辑地址拨码开关外，为各搭载模块增设一个4位的A24空间容量拨码开关，并增设连接到搭载模块的A8～A23地址信号线，使A24最大存储空间增加到8MB；适当增大搭载模块的尺寸，使搭载模块宜用的面积与载板面积之比增大到61％强，便于用户自行开发搭载于载板上的测试专用的虚拟仪器模块。本发明有利于VXI总线技术的推广应用，和提高ATE系统的扩展性和灵活性。
文档编号G11C29/56GK101763906SQ20091020136
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者韩国泰, 范祥林 申请人:中国航空无线电电子研究所