[發明專利]一種USB總線的邏輯控制信號系統

在審

• 申請號: 201710488948.X
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107490756A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 王浩;陳明習;冉燕
• 申請（專利權）人: 江蘇艾科半導體有限公司
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G06F13/38;G06F13/40;G06F13/42
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙)32274
• 代理人: 邱興天

技術領域

本發明屬于USB2.0數據總線的控制信號傳輸技術領域，具體涉及一種USB總線的邏輯控制信號系統。

背景技術

隨著電子產品滲入到人們生活方方面面中，集成電路得到了蓬勃發展，隨之而來是對集成電路測試效率與測試速度提出了更加苛刻要求。為了提高測試速度，現在集成電路測試方案設計者越來越多傾向于多site同時測試，這就對多通道多邏輯信號控制系統有很強烈需求欲望。

現在集成電路測試設備大多采用PXI總線、GPIB總線、USB總線、I2C、UART、網絡總線等，但它們不是提供單一邏輯通道或者少量邏輯控制通道，就是提供一整套集成多site測試設備，往往其造價非常昂貴，少則一百多萬，多則幾百萬甚至一千多萬。這對很多中小型集成電路測試公司來說是一項很高的前期資金成本投入，其風險系數很高，不利于集成電路測試行業穩步、健全的發展。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種USB總線的邏輯控制信號系統，為即插即用、通信速率達到480MHZ、同時可控制400多個獨立通道、多邏輯信號控制系統，滿足集成電路測試平臺多site同時測試的使用需求。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：

一種USB總線的邏輯控制信號系統，包括電源板、FPGA板和接口板；所述的FPGA板負責USB2.0總線通信協議功能實現、多通道輸出控制協議譯碼實現、多邏輯信號輸出實現；所述的電源板為FPGA板中FPGA芯片提供正常工作所需要的各種電壓值，以及不同邏輯轉換電路工作電壓值；所述的接口板是多個獨立邏輯通道的輸出轉接板。

所述的電源板與FPGA板通過板邊五對4.2間距白色鏈接端子互相垂直鏈接，FPGA板與接口板通過七個雙排100Pin歐式連接器上下水平方式鏈接在一起；在電源板電源輸入接口外接一個48V/6A規格的電源適配器，同時FPGA板的USB接口通過一根USB數據線連接到PC的USB上，然后通過PC電腦控制的輸出管腳的邏輯信號，接口板所對應輸出通道就會輸出想要的邏輯信號。

所述的電源板和FPGA板合為一塊構成邏輯核心板。

所述的電源板、FPGA板和接口板集成為一整塊電路板。

在所述的接口板上設有400個通道，由8個高速、高精密度多IO鏈接器引出。

所述的電源板采用開關電源芯片和可調LDO芯片搭建而成。

在所述的FPGA板上設USB總線控制模塊、多通道協議解碼控制模塊、多通道輸出模塊以及時鐘分配控制模塊；其中，USB總線控制模塊實現對CY7C16083芯片邏輯時序控制，實現工業USB2.0總線通信協議機制，多通道協議解碼控制模塊主要解析PC傳輸過來的通道控制命令，并把相對應的通道映射命令傳輸給多通道輸出模塊，多通道輸出模塊是控制每個通道邏輯信號特性，時鐘分配控制模塊是整個FPGA芯片內部電路時鐘源，由外部50MHZ無源晶振提供50MHZ時鐘源，然后經過FPGA內部的PLL電路進行不同分頻與倍頻產生FPGA芯片內部各個功能模塊的時鐘源。

所述的USB總線的邏輯控制信號系統的信號流控制方法：首先，在上位機（PC）輸入通道控制命令后，PC將輸入的命令按照一定規則編譯成二進制文件后通過USB數據線傳輸給USB2.0總線接口芯片；總線接口芯片立即將接收到的命令傳遞給FPGA芯片，FPGA芯片會對接收的命令進行分析并依據多通道控制協議解析模塊解析出所接收到的命令并傳輸給多通道輸出模塊，多通道會根據其命令對相應GPIO管腳口輸出邏輯高低電位，最后相應GPI0接口與不同邏輯轉換電路共同作用下輸出相對應邏輯電壓特性值。