[實用新型]一種可編程的數字信號交換裝置

有效

• 申請號: 201720494564.4
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN207248920U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 王曉潔
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: G01R1/04
• 分類號: G01R1/04;G01D11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 強宏超

【技術領域】

本實用新型屬于儀器儀表測試領域，涉及一種可編程的數字信號交換裝置。

【背景技術】

在對產品進行測試的過程中，經常需要將被測對象不同的被測信號連接到測試儀器，或者將信號源產生的信號導入到被測對象，這就要求在測試儀器或者信號源到被測對象之間進行交換轉接，而這些信號量很大，通常是自制信號轉接箱進行手工轉接，在箱體上設置輸入和輸出兩組接插件，然后用固定的交換連接或者用香蕉插頭等手動交換連接。當被測對象頻繁改變時轉接配置進也需進行手工改變，更改連接的靈活性差，從一組連接更改為另一種連接耗費大量時間，工作量大且容易出錯。

【實用新型內容】

針對克服現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在于提出一種可快速、方便的改變輸入、輸出連接關系的可編程的數字信號交換裝置，通過下載不同的配置信息，可實時改變輸入、輸出信號的連接關系，使用靈活性高，可重復利用，節省硬件成本。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種可編程的數字信號交換裝置，包括交換矩陣、輸出驅動單元及控制單元；

輸入信號連接到交換矩陣，交換矩陣與輸出驅動單元相連，信號經輸出驅動單元直接輸出，控制單元用于提供交換矩陣中數字信號的輸入輸出控制及參數配置；

控制單元由譯碼控制模塊、智能處理單元組成，控制單元對交換矩陣進行輸入輸出控制，實現輸入信號到輸出信號的交換轉接。

優選的，控制單元中的智能處理單元通過單片機、FPGA或DSP模塊實現。

優選的，交換矩陣由N個基本交換單元并聯組成。

優選的，基本交換單元由輸入寄存器，輸出寄存器組成，控制單元完成基本交換單元輸入信號到輸出信號的交換配置。

優選的，由N個基本交換單元組成交換矩陣時，每個基本交換單元的輸入寄存器、輸出寄存器與控制單元的數據總線及譯碼控制模塊相連，控制單元對每個基本交換單元的輸入寄存器、輸出寄存器進行單獨控制及配置。

優選的，基本交換單元的輸入寄存器、輸出寄存器采用鎖存器來實現。

優選的，輸出驅動單元由總線緩沖器來實現。

本實用新型所述的可編程的數字信號交換裝置，通過改變控制單元配置信息即可完成輸入輸出信號的交換連接，實現大量數字信號的交換連接，靈活性高，大大節省時間成本，當輸入信號到輸出端的連接關系發生變化時，通過更改配置參數實現數字信號的交換連接，可重復利用，節省物資成本。

【附圖說明】

圖1是本實用新型的組成框圖

圖2是基本交換單元的組成框圖

圖3是本實用新型的原理框圖

【具體實施方式】

下面結合具體實施方式對本實用新型做進一步詳細描述：

圖1中，本實用新型由交換矩陣、輸出驅動單元及控制單元組成。信號輸入連接到交換矩陣，交換矩陣與輸出驅動單元相連，信號經輸出驅動單元直接輸出。控制單元對交換矩陣進行信息參數的配置，實現輸入信號到輸出信號的交換轉接。當輸入信號到輸出端的連接關系發生變化時，可通過更改控制單元的配置信息并重新下載即可實現。

當需要交換的數字信號規模較大時，交換矩陣可由N個基本交換單元并聯拓展。圖2中，基本交換單元由輸入寄存器，輸出寄存器組成。本實例中基本交換單元的輸入設定為16位。控制單元對交換矩陣進行輸入輸出控制，實現輸入信號到輸出信號的交換轉接。控制單元由譯碼控制邏輯(讀、寫)、智能處理單元組成。當輸入信號到輸出端的連接關系發生變化時，通過更改智能處理單元的配置信息并重新下載即可實現

由N個基本交換單元組成交換矩陣時，每個基本交換單元的輸入寄存器、輸出寄存器與控制單元的數據總線及譯碼控制模塊相連。控制單元可對每個基本交換單元的輸入寄存器、輸出寄存器進行單獨控制及配置。

控制單元需要在固定的時間片內完成N個基本交換單元輸入信號的連續掃描并配置到相應的輸出接口。讀取每個基本交換單元的輸入及配置輸出信號的時間為總時間片的2*N分之一，即采用時分交換模式。控制單元對基本交換單元輸入寄存器的讀取和輸出寄存器的配置通過譯碼控制邏輯配合數據總線的讀、寫來完成。控制單元對基本交換單元輸入寄存器的讀取通過數據總線的讀來完成。控制單元對基本交換單元輸出寄存器的配置通過數據總線的寫來完成。控制單元以每個固定的時間片為一個工作周期，控制單元循環完成工作周期內對各輸入信號的讀取及輸出信號的配置。當輸入信號發生變化時，輸出信號的跟隨時間最大為一個工作周期。