大规模集成电途在动态监测中的运用 陈晖文福娣 音书资产部电子第五咨议所 提要：本文介绍了接收大界限集成的可编程逻辑芯片进行勘察通道的遐想，构成一个集成化的 动巷监铡平台． 紧要词：考察、动态监测．CPLD 1．小引 继电器、开闭和接续器等接触类元件在呆滞应力下，其痴騃触点会产生误断和误关的抖 动，由于触点震动对军用装备危急很大，故几乎统统的军用典型中都明晰法则在实行拙笨试 验时要对此类元件进举措态监测。 由于目前的开火阻碍监测编制保存着监测电流小，监测通叙数少。监测时限有限等题目， 无法速意军标考核的央浼，因此全部人探讨了一套能符闭现时军标考试仰求，并能适宜超前的 监测编制，做到监测电流，监测电压，监测时博鱼体育限，监测门限可数字设定。性能安定可靠，以 处理方今试验所需。 监测仪领受今朝成熟的ISA总线物业担任计算机看成监测平台．监测通道板中心采取大 范围集成电路。并采取VerilogHDL硬件描绘谈话实行修设。 2．可编程监测负担芯片 咨议到可编程逻辑器件集成度高．假想灵活，建筑周期短，资本低等特质，本监测通叙 片及其摆设平台MAXplus10．2进行假想设置。在一说CPLD器件内，集成全面监测所需的逻 辑及ISA接口逻辑，每一种通谈板想象一种芯片。使全豹电途板体积小，j[作切实．肩负简 单。 所有人将监测通讲板的失效计数器、失效对比器、ISA接口逻辑电途以及失效次数计数器、 Veri logHDL硬件描写叙话举行设计。 芯片的监测输入旗帜为Level—in，在实行监测时，该引脚接电平比较器的输出端，为标 ·132· 准TTL电平输入，该灯号直接输入到监测情况机，监测情况机用该旗子来决心误开或误关信 号的开头和完毕。 担当寄放器输出分别为InorSelfTest、lOorlOOmA、Voltage 的监测电流：在举办一连器隔绝监测时．监测仪会输出监测电流．但在极少很是的场关，监 测仪不应输出监测电流，如举办计量时，要是输入监测电流会扰乱计量灯号源．此时， 部旗帜是来自自检信号如故直接接地。当该通叙封锁时．Level—in暗号接地能够防范该通叙 发明关暗号．前进抗滋扰才智。 可编程门限发生器的卖力旗号为Gate CtrlO‘11，该旌旗控制监测通谈的监测博鱼体育门限。使监 测门限分4096级．分别率为2my。使本监测仪的监测门限紧密可程控。 Levelin 卜＼ ISA_D[15：0】 y 卜＼ ISA A【15：0】 y InorSelflest 10CSl6 100r100mA CCC0l 10W ，CCC02 1 Voltage_set IOR J AEN SelflestorGND SBHE 图一、EPM7128着想的监测通说芯片 ．133· 本监测仪的测验壮健性。 ISA接口的旗号线有ISA—DO’ISADl5，ISA—AO’ISA_A15， 卡广大占用16个IO地方，授与16位全译码措施译出IO地址。 片，下面针对个中二种粗略叙述。 Lcvclin 卜＼ y InorSclftest 卜＼ y 100r100mA IOCSl6 Voltage_sct CCC04 IOW ，CCC06 Sel&storGND 1 10R J AEN Vol-C州【 _1=o】=二 SBHE GateCtrl m：∞G二 图二、FIexIOK想象的监测通叙芯片 ·134· 3．用EPM7128联想的监测通谈芯片 用废除、置位、时钟和时钟使能掌管，一概可以将一个或二个通讲的担任逻辑集成于一个芯 片内。(圈一所示) 4．用FIexlOK设想的监测通谈芯片 Altera公司的Flex SRAM工艺， IOK系列嵌入式可编程逻辑器件，由于FLEX采取可重构CMOS 其构造集成了可竣工通用多功能门阵列所需的一共特征，无妨将高密度、高速度、高性能地 测的快疾通说一连式分散机合，可完毕速速计数、对照等算术逻辑效能的快速进位链，可将 入逻辑效劳的专用级联链以用于总线地址译码，同时还可完结里面三态总线的三态步武：具 有多达六个全体时钟旗号，和四个全部肃清信号，可告竣多通说的监测控制。全班人给与的 更有6个嵌入式阵列块。 Statemachine Level_in cIken aeb cIrc cotit oV ” 图三、监测处境机 ·135· 芯片，可集成4个通道的认真逻辑(图二所示)。 图四、状况变更图 136· 5．监测景况机 本监测仪的监测通叙接收同步时序逻辑举行承担。在时序负担中授与境况机模型来告终 时序的更改较省俭资源，因而，每个监测芯片内中，都须要一个情状机进行监测时序职掌， 没合系说，监测状态机是全面监测通道的核心，一切勘测过程都由监测景况机举行卖力。监测 境况机采用VerilogHDL措辞告终．在监测通说中，共支配了八种景况，永诀对应失效监视、 初始计数、失效计数、失效撑持、溢出维护、失效铲除、非失效根除、溢出排除。监测通说 根源：f作前，软件对其发出复位暗号．监测情形机加入失效照管处境，并凭证输入旗帜的变 化来决议下一个时钟热潮沿后．监测情状机转入何种情形(图四所示)。 6．失效时刻计数器与失效时代对照器 u 失效功夫计数器是对赓续器元件的终止时候实行计数，计数时基为0．1s。失效时刻计 数器是一个16位的二进制计数器，晟大计数值为65535，即本监测仪的监测通讲最大的监测 u O．1 s到65．535ms可次序调动，这是本监测仪的一项吃紧效能．大大地拓宽了本监测仪的监 视范围。 同监测景况机宛如，失效功夫计数器和失效时候比拟器是支配CPLD的软核设施竣工， 10．2综合器分别对EPMl28、 领受VerilogHDL发言进行设想，掌握Altera公司的Max+plus 成，由监测软件经历ISA总线在举办监测开头前输入到监测芯片内，在监测历程中，失效比 较预设值不能改良，否则会爆发不可预见的成绩。 失效时期计数器的时钟使能受监测处境机肩负，当clken为高电平凡，失效功夫计数器 实行计数．其计数值为眼前隔绝脉冲的长度。而失效时间比照器会在每一个时钟的上涨沿采 样失效功夫计数器，与失效功夫预设寄存器的值实行比拟，当失效时代计数器的面前值与火 效时候预设寄放器的值相当时，对比器的输出aeb输出高电平，向情状机告诉己发生失效。 当失效岁月计数器达到65536时，将爆发溢出事变，此时，失效光阴计数器的ov端输出高 电平。 一F图是失效功夫计数器和失效光阴比较器与失效情景机的继续方块圈。 137· fclk 图五、失效审定逻辑框图 7．ISA接口逻辑及寄放器 本监测仪的监测通谈卡采用16位的ISA总线与财富筹划机体例毗连，所以在监测芯片 内，集成了悉数的1SA时序器逻辑和拥有体系IO所在的寄存器，监测软件通说访问存放器 对通谈卡举办担负。 通道卡内有失效时候计数值寄存器、失效预设值存放器、负担寄放器、处境寄存器、 监测电压寄存器、监测门限寄存器等6个寄放器。失效期间计数值寄放器是失效光阴计数器 的当前计数值，是一个16位的只读寄存器：失效预设值寄存器是一个16位的只写寄放器， 监测软件始末写该存放器的值实行失效光阴设定：担任寄放器是一个8位的只写寄放器，用 于认真监测通谈的革新；景遇存放器是一个8位的只读寄放器，监测软件体验读取该寄存器 的值盘问监测通讲卡的面前景遇：监测电压寄存器是一个16位的只写存放器，用于有劲可 138 编程电压发生器的输出电压：而监测门限寄放器也是一个16位的只写寄存器，用于设定可 编程门限发生器的电压输出。 Verilog HDL措辞着想，以下是其形容： module 。Sa_讯te’fac刳ISA_Dbus,ISA eg，gatere曲 inout【15：0】ISA_Dbus； input[】5：0】1SA_Abus； inputIS&RD，lSAWR： input[1 5：0】ctreg； ov,err input output f15：0】ctsetreg； output f15：0】ctrlreg； output【15：0]volreg； output【15：0]gatereg； 定义ISA寄放器 regf15：0Jctsetreg； reg【7：0]ctrlreg； reg【15：0】volreg； reg【15：0]gatereg； 定义内连线 下面是ISA地点译码器 assign cs0=(1SA_Abus—16b006x0)?I，bl：1，b0 assign csl2(ISA_Abus一16boooo0000000000x2171，bl：1，b0 assign cs22(ISA—Abus一16’bOOOOOOOOOOOOOOx4)?1，bl：1，bO： 8sign cs32(IsA_Abus一16’b000x6)?1’bl：1，b0： 139 assigncs4=(ISA_Abus一16’b000x8)?1’bl：1’b0； assigncs5：([SA-Abus==16’b000xa)?l’bI：1’b0； 操纵i6位ISA总线。 assign ISA_SBHE=(cs0&csl&cs2&cs3&cs4&cs5)?1’bl：l’bz； 输出失效时候寄放器 assign ISA—Dbus=(cs0一l’b1)?ctreg：16’bz； 输出景遇存放器 ISA assignDbus=(csl—l’b1)?{14’b0，overr)：16’bz； always@(posedgeISA_WR) begin if(cs2一l’bl、ctsetreg‘=[SA_Dbus[7：0]； elseif(cs3一l’bl、ctrlreg《=ISA_Dbus[15：01； else if(cs4一l’b1)volreg‘=ISA_Dbus[15：O】； else if(cs5一l’b})gatereg=ISA—Dbas[15：O】； end endmodule 8．终止语 用人范畴集成的可编程器件想象监测仪器，大幅缩减了器件的数量，大大前进了监测系 统的实在性，同时采用数字化本领发展了测量正确性。 参考文献 1．宋万杰编《CPLD武艺及其驾驭》辑安电子科技大学出版社 2．张载鸿编《PC体例机编制开发与麻用》 3．李玉山编《电子编制及专用集成电途CAD技能》 作者简介： 陈晖男1991年卒业于华南理工大学无线电技术专业，多年来一向在音讯财富部电子第五探究所从事境况 考察咨议做事。 文福娣女在音讯物业部电子第五斟酌所从事际遇考核及元器件考试研讨管事。 ·140·

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