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Con el desarrollo de la tecnología moderna Sistema de comunicación inalámbrica, Comunicaciones móviles, Radar, Las comunicaciones por satélite y otros sistemas de comunicaciones requieren una mayor velocidad de conmutación, Capacidad de potencia, Integración de interruptores transceptores. Por consiguiente,, Este VXI La tecnología de autoAutobúses se desarrolla para satisfacer las necesidades militares. Este VXI El módulo de Autobús requerido por la parte a es de gran importancia.. Usaremos la idea del instrumento virtual para implementar el circuito de hardware en el software. Los interruptores RF diseñados a continuación se pueden controlar directamente por ordenador y se pueden conectar fácilmente a VXI Sistema de ensayo de autoAutobúses. Integración, Aplicación de la maximización de la tecnología informática y microelectrónica en el campo de las pruebas actuales, Tiene amplias perspectivas de desarrollo.
1. Diseño y aplicación VXI Circuito de interfaz de Autobús
VXI bus es una extensión de vmebus en el campo de instrumentos, y es un sistema de instrumentos modulares y automáticos operado por ordenador. Se basa en la estandarización efectiva y utiliza el método de modularización para realizar la Serialización, generalización, intercambiabilidad e interoperabilidad del instrumento de bus VXI. Su arquitectura abierta y modo plug - and - Play satisfacen plenamente las necesidades de los productos de información. Tiene las ventajas de la transmisión de datos rápida, estructura compacta, configuración flexible y buena compatibilidad electromagnética. Por lo tanto, la configuración y el uso del sistema son muy convenientes, y su aplicación es cada vez más amplia. Se ha convertido gradualmente en el bus preferido para la integración de sistemas de prueba de alto rendimiento.
VXI bus es una especificación de bus de backplane totalmente abierta para instrumentos modulares, que es adecuada para varios fabricantes de instrumentos. Los dispositivos de bus VXI se dividen principalmente en: dispositivos basados en registros, dispositivos basados en mensajes y dispositivos basados en memoria. Los dispositivos basados en registros representan actualmente la mayor proporción de aplicaciones (alrededor del 70%). El circuito de interfaz basado en registros VXI bus incluye principalmente cuatro partes: controlador de Buffer de bus, circuito de direccionamiento y decodificación, máquina de Estado de respuesta de transmisión de datos, configuración y Grupo de registro de operaciones. En estas cuatro partes, excepto que el controlador de Buffer de bus es realizado por el chip 74als(2)45, el resto es realizado por FPGA. Se utiliza un chip flex10k epf10k10qc208 - 3 y un chip EPROM epc1441p8, y el software correspondiente Max + plus2 se utiliza para el diseño e implementación.
1.1 controlador de Buffer de bus
Esta parte completa la recepción o conducción de Buffer de la línea de datos, la línea de dirección y la línea de control en el bus backplane VXI para satisfacer los requisitos de la señal estándar VXI. Para los dispositivos A16 / d16, siempre y cuando el bus de datos backplane d00ï½ ش D15 esté buffered y conducido. De acuerdo con los requisitos de la especificación VXI bus, esta sección se implementa usando dos 74ls245, que son activados por dben * (generados por la máquina de Estado de respuesta de transmisión de datos).
1.2 circuitos de direccionamiento y decodificación
Las líneas de dirección incluyen las líneas de dirección A01 a A31, las líneas de puerta de datos ds0 * y ds1 * y las líneas de palabra larga lword *. La línea de control incluye la línea de dirección as * y la línea de señal de lectura / escritura write *.
El diseño del circuito adopta el método de diseño esquemático de Max + plus2, que utiliza dos 74688 y un 74138.
El módulo funcional decodifica la línea de dirección a15ï½ ش A01 y la línea de modificación de direcciones am5ë½ ش am0. Cuando el dispositivo está dirigido, recibe la información de dirección de la línea de dirección y la línea de modificación de direcciones y la conecta con la dirección lógica la7ă establecida por el interruptor de dirección de hardware en el módulo. Si el valor lógico en am5½ ش am0 es 29h o 2dh (ya que es un dispositivo A16 / d16), el dispositivo es una puerta de dirección (caddr *) Cuando las líneas de dirección a15 y A14 son 1 y el valor lógico en a13½ ش A06 es igual a la dirección lógica del módulo. Los resultados se envían al siguiente nivel de control de decodificación y los registros de módulos en el espacio de direcciones de 16 bits se seleccionan decodificando la dirección A01 ½a05.
1.3 máquina estatal de respuesta a la transmisión de datos
El bus de transferencia de datos es un grupo de bus de transferencia de datos paralelo asincrónico de alta velocidad, que es el componente principal del intercambio de información en el sistema vmebus. La línea de señal del bus de transmisión de datos se puede dividir en tres grupos: línea de dirección, línea de datos y línea de control.
Esta parte del diseño utiliza Max + plus2 método de diseño de entrada de texto. Debido a la complejidad de la secuencia de tiempo de dtack *, la máquina de Estado a través está diseñada e implementada por ahdl.
El módulo de función configura la señal de control en el bus backplane VXI y proporciona la señal de tiempo y control para el ciclo de transmisión de datos estándar (generar la señal habilitante de transmisión de datos dben *, la señal de respuesta dtack *, Etc.. que el bus necesita para completar la transmisión de datos). Durante la transmisión de datos, el controlador del sistema primero dirige el módulo y establece las líneas de dirección correspondientes a *, las líneas de datos ds0 *, ds1 *, y las líneas de señal de escritura * que controlan la dirección de transmisión de datos a un nivel válido. Cuando el módulo detecta una coincidencia de direcciones y la línea de control es válida, el dtack * se conduce a un nivel bajo para confirmar al Controlador de bus que los datos se han colocado en el bus de datos (ciclo de lectura) o que los datos se han recibido con éxito (ciclo de escritura).
1.4 registro de configuración
Cada dispositivo de bus VXI tiene un conjunto de "registros de configuración". El controlador maestro del sistema obtiene alguna información básica de configuración del dispositivo de bus VXI leyendo el contenido de estos registros, como el tipo de dispositivo, Modeloo, fabricante, espacio de direcciones (A16, A24). A32) y el espacio de almacenamiento necesario, Etc..
Los registros básicos de configuración de un dispositivo de bus VXI incluyen un registro de identificación, un registro de tipo de dispositivo, un registro de Estado y un registro de control.
Esta parte del diseño del circuito utiliza el método de diseño de diagrama esquemático Max + plus2, utiliza el chip 74541 y el módulo de función creado.
Los registros ID, DT y ST son de sólo lectura, mientras que los registros de control son de sólo lectura. En este diseño, el bus VXI se utiliza principalmente para controlar el encendido y apagado de estos interruptores, por lo que mientras escriba los datos en el registro de canales, puede controlar el Estado de encendido o apagado del interruptor de relé y consultar el Estado del relé. También puede leer los datos del registro de canales, los datos Son muy buenos. De acuerdo con los requisitos de diseño del módulo, el contenido apropiado se escribe en los bits de datos correspondientes, por lo que el cambio de frecuencia de radio del módulo de función se puede controlar eficazmente.
2 Este design of Este module functional circuit Placa de circuito impreso Board
Cada dispositivo de bus VXI tiene un conjunto de "registros de configuración". El controlador maestro del sistema obtiene alguna información básica de configuración del dispositivo de bus VXI leyendo el contenido de estos registros, como el tipo de dispositivo, Modeloo, fabricante, espacio de direcciones (A16, A24). A32) y el espacio de almacenamiento necesario, Etc..
El rango de frecuencia del circuito RF es de aproximadamente 10 kHz a 300 GHz. Con el aumento de la frecuencia, el circuito RF muestra algunas características diferentes del Circuito de baja frecuencia y el circuito DC. Por lo tanto, es necesario prestar especial atención a la influencia de la señal RF en el diseño de Placa de circuito impreso. El circuito de conmutación RF está controlado por el bus VXI. Con el fin de reducir la interferencia en el diseño, el circuito de interfaz de bus y el circuito de función de conmutación de radiofrecuencia están conectados por cable plano. A continuación se presenta principalmente el diseño de Placa de circuito impreso de la función de conmutación de radiofrecuencia.
2.1 diseño de los componentes
La compatibilidad electromagnética (EMC) se refiere a la capacidad de un sistema electrónico para funcionar normalmente de acuerdo con los requisitos de diseño en un entorno electromagnético específico. Para el diseño del Circuito de radiofrecuencia Placa de circuito impreso, la compatibilidad electromagnética requiere que cada módulo de circuito no produzca radiación electromagnética en la medida de lo posible, y tiene cierta capacidad anti - interferencia electromagnética. La disposición de los componentes afecta directamente a la capacidad de interferencia y anti - interferencia del circuito. También afecta directamente el rendimiento del circuito diseñado.
Principios generales de diseño: los componentes deben estar dispuestos en la misma dirección en la medida de lo posible. Al seleccionar la dirección en la que el Placa de circuito impreso entra en el sistema de soldadura, se puede reducir o incluso evitar la mala soldadura. Debe haber un espacio mínimo de 0,5 mm entre los componentes para satisfacer los requisitos de soldadura de los componentes. Si el espacio de la placa de Placa de circuito impreso lo permite, el espacio entre los componentes debe ser lo más amplio posible.
La disposición razonable de los componentes es también la premisa del cableado razonable, por lo que debe considerarse de manera integral. En este diseño, el relé se utiliza para convertir la señal RF, por lo que el relé debe estar lo más cerca posible de la entrada y salida de la señal para minimizar la longitud de la línea de señal RF, y para el siguiente paso para una disposición razonable. Considerar
Además, el circuito de conmutación de radiofrecuencia está controlado por el bus VXI, y la influencia de la señal de radiofrecuencia en la señal de control del bus VXI también debe ser considerada durante el diseño.
2.2 cableado
Una vez que el diseño del componente está casi completo, el cableado debe comenzar. El principio básico del cableado es: cuando la densidad de montaje lo permite, el diseño del cableado de baja densidad se adopta en la medida de lo posible, y el cableado de la señal es lo más grueso posible, lo que es beneficioso para la correspondencia de impedancia.
Para el circuito RF, el diseño irrazonable de la dirección, anchura y espaciamiento de la línea de señal puede causar interferencia cruzada entre las líneas de transmisión de la señal. Además, la fuente de alimentación del sistema también tiene interferencia acústica, por lo que debe tenerse en cuenta al diseñar el circuito de radiofrecuencia Placa de circuito impreso. Cableado razonable.
Durante el cableado, todas las trazas deben mantenerse alejadas del límite de la placa de Placa de circuito impreso (aproximadamente 2 mm) para evitar la rotura o el peligro oculto durante la fabricación de la placa de Placa de circuito impreso. El cable de alimentación debe ser lo más amplio posible para reducir la resistencia del bucle. Al mismo tiempo, la dirección de la línea de alimentación y la línea de tierra es la misma que la dirección de transmisión de datos, mejorando la capacidad anti - interferencia. La línea de señal debe ser lo más corta posible y el número de agujeros a través debe reducirse en la medida de lo posible; El cableado entre los componentes debe ser lo más corto posible para reducir los parámetros de distribución y la interferencia electromagnética mutua; Las líneas de señal incompatibles deben mantenerse alejadas unas de otras en la medida de lo posible para evitar el cableado paralelo, las líneas de señal delanteras y traseras son perpendiculares entre sí: el cableado, el ángulo de giro debe ser de 135 grados, evitar el ángulo de giro.
En el diseño anterior, el Placa de circuito impreso utiliza cuatro capas. Con el fin de reducir la influencia de la señal RF en la señal de control VXI bus, las dos líneas de señal se colocan en la capa media, respectivamente, y las líneas de señal RF se bloquean a través de la cinta adhesiva.
2.3 líneas de alimentación y líneas de tierra
Este wiring in Este Diseño de Placa de circuito impreso Circuito RF needs to be particularly emphasized is the correct wiring of the power line and the ground line. La elección razonable de la fuente de alimentación y el cable de tierra es una garantía importante para el funcionamiento fiable del instrumento.. Un número considerable de fuentes de interferencia Placa de circuito impreso Board Un circuito de radiofrecuencia producido por una fuente de alimentación y un cable de tierra., La interferencia acústica máxima causada por el cable de tierra. Según Placa de circuito impreso Board Presente, Los cables de alimentación y los cables de tierra deberán diseñarse de la manera más gruesa y corta posible para reducir la resistencia del bucle.. Al mismo tiempo, Alinear la dirección del cable de alimentación y el cable de tierra con la dirección de transmisión de datos, Esto ayuda a mejorar la resistencia al ruido. Cuando las condiciones lo permiten, Trate de utilizar multicapas, La placa de cuatro capas es 20db inferior a la placa de doble cara, La placa de seis pisos es 10 DB inferior a la placa de cuatro pisos..
En el Placa de circuito impreso de cuatro capas diseñado en este documento, la capa superior y la capa inferior están diseñadas como estratos de puesta a tierra. Por lo tanto, no importa cuál de las capas intermedias es la capa de alimentación, la relación física entre la capa de alimentación y la capa de puesta a tierra se aproxima entre sí, formando un gran condensador de desacoplamiento, reduciendo la interferencia causada por el cable de tierra.
Una gran área de cobre se utiliza para la formación de la tierra. El recubrimiento de cobre a gran escala tiene las siguientes funciones principales:
EMC. Para grandes áreas de puesta a tierra o cobre de alimentación, funcionará como un escudo.
(2) Placa de circuito impreso Requisitos del proceso. Normalmente, Para garantizar el efecto de galvanoplastia o la deformación de la lámina, El cobre está pavimentado en Placa de circuito impreso Una capa menos cableada.
La integridad de la señal requiere proporcionar una ruta de retorno completa para la señal digital de alta frecuencia y reducir el cableado de la red DC.
La disipación de calor y la instalación de dispositivos especiales requieren recubrimiento de cobre, etc.
3. Conclusión
Este VXI bus system is a modular instrument bus system that is completely open in the world and is suitable for multiple Fabricantes. Es el último sistema de bus de instrumentos del mundo. Sobre la base de la introducción anterior VXI bus. Se introduce el diseño de la interfaz de bus. Placa de circuito impreso Board Módulo de conmutación de radiofrecuencia. Interruptor RF controlado por VXI bus, Esto aumenta la flexibilidad del funcionamiento del interruptor y facilita su uso.
