开放型模块化高性价比ATS的自主研发

　　2 系统功能模块设计

　　2.1 零槽通信控制模块设计

　　如图1所示，零槽通信控制模块在整个系统中起承上启下的桥梁作用：既是上层PC软件直接操控的对象，接收上位PC控制命令、上传系统状态信息和测试数据；又是底层硬件的“大脑”，对内控制各功能模块。零槽通信控制模块原理框图如图2所示，主要包括外部PC通信接口模块(如UART、EPP、USB、Internet、IDE、ISA、PCI／PXI、FireWire、蓝牙等标准PC外设接口)，内部总线接口模块(多DSP／MPU之间的SLC，主要有SCI、I2C、SPI、IDMA、HPI、Link、SPORT、Share-in Bus、DPRAM／FIFO数据池、网络交换机等总线接口形式)和扩展功能模块(主要用于人机交互、基于Flash／CF卡／硬盘的ROM扩展和基于DRAM／SDRAM的RAM扩展)。在设计时遵循“软硬件一体化”和“在系统持续升级化”的原则，以高性能DSP为主控中心、以FPGA／CPLD为编译码与时序逻辑控制设备，进行开放性、模块化设计。至于采用何种接口，要根据实际情况具体问题具体分析。

　　2.2高速采集与实时处理模块设计

　　高速采集与实时处理模块主要对宽带电压信号(如各类压电传感器输出信号)进行程控调理、高速连续采集、大容量同步缓存、实时处理及同步数据传输等。如图3所示，多通道高速连续采集与实时处理模块主要包括基于信号程控选择(MUX)、程控放大(PGA)、程控衰减(DCP)、直流电平偏置、抗混迭滤波(LPF)以及自校正参考源(DAC)等具有白检和自标定功能的高精度、大动态范围的程控模拟前端AFE(Analog Front End)，在FPGA／ISP的控制下，可对大动态范围(-10～+10V)宽带电压信号进行智能化精密调理，直流测晕精度达到了O．O5％FS(FullScale，满量程)。利用DSP以及其他数字部件(MUX)，通道输入信号可切换为内部的DAC。用DAC产生特定的直流、交流标定信号，不仅可以标定通道的增益与零偏，而且还可自检模拟通道的功能正确与否。由高速ADC、高性能DSP和高速缓存(FIFO一级缓存和SDRAM二级缓存)三者构成一个灵活、紧凑的实时信号处理结构，能够保证DSP充分发挥高密度、实时信号处理能力(数字滤波、特征提取和测试数据实时压缩等)，同时实现高速缓存、连续采样和同步数据传送。基于SPORT接口，本卡既可接受PC的监控调试和通信控制，又可与其他系统进行分布式同步瓦联。通过总线接口逻辑控制FPGA／CPLD和驱动隔离部分，可以SPORT、多SHARC DSP共享总线、HPI／IDMA、LinkPorts等方式建立起与零槽通信控制模块的通信控制和数据交换。既可通过DSP标准JTAG口，借助商品化DSP开发器进行PC监控调试，又可利用DSP两根可编程I/O引脚，辅以特定的时序控制实现PC-UART口监控调试DSP，本模块可独立自成系统。