CN105868507A - 一种多路信号多通道输出装置及其输出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于信号输入输出领域，特别涉及一种多路信号多通道输出装置及其输出方法。本装置包括微处理器单元和FPGA逻辑单元，微处理器单元用于接收并解析通道配置指令，并将解析后的数据存入内部的缓存区中，所述微处理器单元的输出端连接FPGA逻辑单元的输入端；FPGA逻辑单元用于接收来自微处理器单元的解析后的数据，所述FPGA逻辑单元的输入端连接所有的输入信号，FPGA逻辑单元的输出端连接输出通道。因此本发明能够改变通道配置指令来灵活的改变每一路输出通道对应的输入信号；通过改变输出通道模块的个数来改变输出通道和输入信号的路数，而且本发明还具备结构简单、成本低廉、稳定可靠、便于推广使用的优点。

Description

一种多路信号多通道输出装置及其输出方法
技术领域
本发明属于信号输入输出领域，特别涉及一种多路信号多通道输出装置及其输出方法。
背景技术
目前多路信号输入输出装置被广泛的应用于各种输入输出通道测试领域中，信号输入输出装置在进行测试时，输出通道对应的输入信号的种类需要尽可能的多变，才能使测试结果变的相对完善。
现有技术中的多路信号多通道输出装置大都采用硬件电路搭建或FPGA逻辑单元，输入信号的路数和输出通道的路数均不可灵活更改，且输出通道对应的输入信号种类不可灵活地变更，而且电路设计复杂、成本较高。
因此亟需提出一种可以改变输入信号的路数和输出通道的路数，且输出通道对应的输入信号种类可以灵活地改变的多路信号多通道输出装置。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种多路信号多通道输出装置，本装置不仅可以改变输入信号和输出通道的路数，还可以灵活地改变输出通道对应的输入信号种类，而且具备结构简单、成本低廉的特点。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：
一种多路信号多通道输出装置，本装置包括微处理器单元和FPGA逻辑单元，其中，
微处理器单元用于接收并解析来自通道配置单元的通道配置指令，并将解析后的数据存入内部的缓存区中，所述微处理器单元的输出端连接FPGA逻辑单元的输入端；
FPGA逻辑单元用于接收来自微处理器单元的解析后的数据，所述FPGA逻辑单元的输入端连接所有的输入信号，FPGA逻辑单元的输出端连接输出通道；
所述微处理器单元、FPGA逻辑单元的时钟输入端均连接时钟信号。
优选的，所述FPGA逻辑单元包括数据接收模块和信号选择模块，所述数据接收模块的输入端连接微处理器单元的输出端，数据接收模块的数据输出端连接信号选择模块的数据输入端，所述数据接收模块的时钟输入端连接时钟信号；所述信号选择模块的输入端连接所有的输入信号，信号选择模块的输出端连接输出通道。
优选的，所述信号选择模块包括彼此独立且相同的输出通道模块，每个所述输出通道模块的输入端均连接所有的输入信号，每个输出通道模块的数据输入端均连接数据接收模块的数据输出端，每个输出通道模块的输出端均连接一路输出通道。
进一步的，所述通道配置指令的位数由输入信号与输出通道的路数来决定。
进一步的，所述数据接收模块的输入端通过总线连接微处理器单元的输出端。
进一步的，所述微处理器单元、FPGA逻辑单元集成在同一双核芯片内，所述双核芯片的型号为美国Microsemi公司生产的SmartFusion2芯片。
本发明还同时提供了上述一种多路信号多通道输出装置的输出方法。
一种多路信号多通道输出装置的输出方法，包括以下步骤：
S1、所述微处理器单元接收到来自通道配置单元的通道配置指令后分析通道配置指令，微处理器单元根据通道配置指令解析出各路输出通道对应的输入信号，并将解析后的数据存入内部的缓存区中；
S2、所述微处理器单元再将解析后的数据由其内部的缓存区通过总线传送至数据接收模块；
S3、所述数据接收模块的数据输出端将解析后的数据传输至各个输出通道模块的数据输入端，每个所述输出通道模块的输入端均连接所有的输入信号，每个所述输出通道模块的输出端均连接一路输出通道；
S4、所述输出通道模块根据解析后的数据可以将相应的输入信号送入输出通道中。
优选的，通过改变输出通道模块的个数来改变输出通道和输入信号的路数。
优选的，通过改变通道配置指令来改变每一路输出通道对应的输入信号。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明将微处理器单元和FPGA逻辑单元相结合使用，利用微处理器单元来接收并解析来自通道配置单元的通道配置指令，并将解析后的数据传输至各个输出通道模块的数据输入端，通过改变通道配置指令来灵活的改变每一路输出通道对应的输入信号；通过改变输出通道模块的个数来改变输出通道和输入信号的路数，而且本发明还具备结构简单、成本低廉、稳定可靠、便于推广使用的优点。
2)、所述微处理器单元、FPGA逻辑单元集成在同一双核芯片内，所述双核芯片的型号为美国Microsemi公司生产的SmartFusion2芯片，提高了本发明的运行效率和处理速度，增强了程序可移植性，便于二次开发。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的RTL示意图；
图3为本发明的信号选择模块的RTL视图。
图中标记符号的含义如下：
10—微处理器单元 20—FPGA逻辑单元
21—数据接收模块 22—信号选择模块
30—通道配置单元
221～228—第一输出通道模块～第八输出通道模块
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种多路信号多通道输出装置接收来自通道配置单元30的通道配置指令，通过改变通道配置指令，实现了本装置输出端连接的每一路输出通道灵活的与输入信号相对应。
如图2所示，本装置包括微处理器单元10和FPGA逻辑单元20，所述微处理器单元10用于接收并解析来自通道配置单元30的通道配置指令，并将解析后的数据存入内部的缓存区中，所述微处理器单元10的输出端连接FPGA逻辑单元20的输入端；所述FPGA逻辑单元20用于接收来自微处理器单元10的解析后的数据，所述FPGA逻辑单元20的输入端连接所有的输入信号，FPGA逻辑单元20的输出端连接输出通道；所述微处理器单元10、FPGA逻辑单元20的时钟输入端均连接时钟信号。
所述FPGA逻辑单元20包括数据接收模块21和信号选择模块22，所述数据接收模块21的输入端连接微处理器单元10的输出端，数据接收模块21的数据输出端连接信号选择模块22的数据输入端，所述数据接收模块21的时钟输入端连接时钟信号；所述信号选择模块22的输入端连接所有的输入信号，信号选择模块22的输出端连接输出通道。
如图3所示，所述信号选择模块22包括8个彼此独立且相同的输出通道模块，分别为第一输出通道模块221、第二输出通道模块222、第三输出通道模块223、第四输出通道模块224、第五输出通道模块225、第六输出通道模块226、第七输出通道模块227、第八输出通道模块228，每个所述输出通道模块的输入端均连接所有的输入信号，每个输出通道模块的数据输入端均连接数据接收模块21的数据输出端，每个输出通道模块的输出端均连接一路输出通道。
所述通道配置指令由32位二进制数据组成。
所述微处理器单元10、FPGA逻辑单元20集成在同一双核芯片内，所述双核芯片的型号为美国Microsemi公司生产的SmartFusion2芯片。
如图1～3所示，一种多路信号多通道输出装置的输出方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、所述微处理器单元10接收到来自通道配置单元30的通道配置指令后分析通道配置指令，若所述通道配置指令由00000000 00000000 0000000101000100的32位二进制数据组成，二进制数据的第0位到第2位的100为第1组，表示的为输出通道Output0，对应的输入信号为Signal4，二进制数据的第3位到第5位的000为第2组，表示的为输出通道Output1，对应输入信号为Signal0，…，第21位到第23位的000为第8组，表示的为输出通道Output7，对应输入信号为Signal0，微处理器单元10将解析后的数据存入内部的缓存区中；
S2、所述微处理器单元10再将解析后的数据由其内部的缓存区通过总线传送至数据接收模块21；
S3、所述数据接收模块21的数据输出端将解析后的数据传输至各个输出通道模块的数据输入端，每个所述输出通道模块的输入端均连接所有的输入信号，即为Input0～Input5；每个所述输出通道模块的输出端均连接一路输出通道，如第一输出通道模块221的输出端连接Output0；第一输出通道模块221的输出端连接Output0；第二输出通道模块222的输出端连接Output1；
S4、所述输出通道模块根据解析后的数据可以将相应的输入信号送入输出通道中。如第一输出通道模块221的输入端连接所有的输入信号为Input0～Input5，根据解析后的数据中对应所述第一输出通道模块221输出通道的二进制数据为100，将相应的输入信号Input4即Signal4送到输出通道Output0中；根据解析后的数据中对应所述第二输出通道模块222输出通道的二进制数据为000，将相应的输入信号Input0即Signal0送到输出通道Output1中。
相应的，对于剩余的输出通道模块，根据解析后的数据中各个输出通道模块的二进制数据均为000，将相应的输入信号Input0即Signal0送入相应的输出通道Outputi，所述Outputi非Output2和Output0。
通过改变通道配置指令来灵活的改变每一路输出通道对应的输入信号；通过改变输出通道模块的个数来改变输出通道和输入信号的路数。而且本发明还具备结构简单、成本低廉、稳定可靠、便于推广使用的优点，本发明被广泛的应用于各种输入输出通道测试领域中。

Claims (9)

1.一种多路信号多通道输出装置，其特征在于：本装置包括微处理器单元(10)和FPGA逻辑单元(20)，其中，
微处理器单元(10)用于接收并解析来自通道配置单元(30)的通道配置指令，并将解析后的数据存入内部的缓存区中，所述微处理器单元(10)的输出端连接FPGA逻辑单元(20)的输入端；
FPGA逻辑单元(20)用于接收来自微处理器单元(10)的解析后的数据，所述FPGA逻辑单元(20)的输入端连接所有的输入信号，FPGA逻辑单元(20)的输出端连接输出通道；
所述微处理器单元(10)、FPGA逻辑单元(20)的时钟输入端均连接时钟信号。
2.如权利要求1所述的一种多路信号多通道输出装置，其特征在于：所述FPGA逻辑单元(20)包括数据接收模块(21)和信号选择模块(22)，所述数据接收模块(21)的输入端连接微处理器单元(10)的输出端，数据接收模块(21)的数据输出端连接信号选择模块(22)的数据输入端，所述数据接收模块(21)的时钟输入端连接时钟信号；所述信号选择模块(22)的输入端连接所有的输入信号，信号选择模块(22)的输出端连接输出通道。
3.如权利要求2所述的一种多路信号多通道输出装置，其特征在于：所述信号选择模块(22)包括彼此独立且相同的输出通道模块，每个所述输出通道模块的输入端均连接所有的输入信号，每个输出通道模块的数据输入端均连接数据接收模块(21)的数据输出端，每个输出通道模块的输出端均连接一路输出通道。
4.如权利要求3所述的一种多路信号多通道输出装置，其特征在于：所述通道配置指令的位数由输入信号与输出通道的路数来决定。
5.如权利要求3所述的一种多路信号多通道输出装置，其特征在于：所述数据接收模块(21)的输入端通过总线连接微处理器单元(10)的输出端。
6.如权利要求1～3任一项所述的一种多路信号多通道输出装置，其特征在于：所述微处理器单元(10)、FPGA逻辑单元(20)集成在同一双核芯片内，所述双核芯片的型号为美国Microsemi公司生产的SmartFusion2芯片。
7.一种如权利要求5所述的一种多路信号多通道输出装置的输出方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、所述微处理器单元(10)接收到来自通道配置单元(30)的通道配置指令后分析通道配置指令，微处理器单元(10)根据通道配置指令解析出各路输出通道对应的输入信号，并将解析后的数据存入内部的缓存区中；
S2、所述微处理器单元(10)再将解析后的数据由其内部的缓存区通过总线传送至数据接收模块(21)；
S3、所述数据接收模块(21)的数据输出端将解析后的数据传输至各个输出通道模块的数据输入端，每个所述输出通道模块的输入端均连接所有的输入信号，每个所述输出通道模块的输出端均连接一路输出通道；
S4、所述输出通道模块根据解析后的数据可以将相应的输入信号送入输出通道中。
8.如权利要求7所述的一种多路信号多通道输出装置的输出方法，其特征在于：通过改变输出通道模块的个数来改变输出通道和输入信号的路数。
9.如权利要求7所述的一种多路信号多通道输出装置的输出方法，其特征在于：通过改变通道配置指令来改变每一路输出通道对应的输入信号。
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