一種基于嵌入式測試的PXIe背板制造技術

本實用新型專利技術提供了一種基于嵌入式測試的PXIe背板，該背板上用于測試的部分包括電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路和自檢測控制器；電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路均與采用FPGA的自檢測控制器相連；自檢測控制器得到的信息通過系統管理總線SMBus上傳至外部；該背板在滿足PXIe標準的8槽背板功能要求外，提供了具有多種自測試功能，可對PXIe背板和PXIe機箱以及PXIe外設模塊進行檢測，為用戶提供多種測試信息方便用戶了解整機工作狀態。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及PXIe機箱背板信號監控領域，尤其涉及一種基于嵌入式測試的PXIe背板。
技術介紹
隨著信號交換速度越來越高，傳統的PXI背板機箱已經無法滿足日益增長的高速數據交換需求。為此，人們制定了 PCI Express規范，基于此規范的PXIe的背板機箱也應運而生。目前多家公司已經向市場投放多款8/18槽PXIe機箱，如安捷倫的M9018A及NI的PXIe-1082等等。市場上目前已有的PXIe背板機箱性能卓越，而且都滿足PCIe2.0甚至PCIe3.0規范。然而這些產品在對機箱和外設模塊的檢測信息方面都不是很完備，僅能對機箱電源電壓進行監控，可測性設計有欠缺。為了讓用戶方便的了解當前機箱及外設模塊的工作狀態，需要采用額外的輔助設計對機箱和外設的運行參數進行全面的監控。此外，隨著可測性設計逐漸普及，對機箱進行邊界掃描可測性設計可以更快速定位故障點，因此在PXIe背板機箱內加入邊界掃描可測性設計可以加快生產流程提高產品可靠性。
技術實現思路
本技術提供了一種基于嵌入式測試的PXIe背板，該背板在滿足PXIe標準的8槽背板功能要求外，在現有的對機箱電源電壓進行監控的基礎上，增加了對第8槽電流的測試功能和對機箱的邊界掃描測試功能。該背板上用于測試的部分包括電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路和自檢測控制器；電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路均與采用FPGA的自檢測控制器相連；自檢測控制器得到的信息通過系統管理總線SMBus上傳至外部；其中電壓監控電路包括5路輸入通道、多通道轉換開關、電壓跟隨器和電壓采集芯片；每路通道設有兩個電阻Rl和R2，兩個電阻Rl和電阻R2串聯，電阻Rl與所在輸入通道對應的被監控電源相連，電阻R2接地；電阻Rl和電阻R2的連接處接入多通道轉換開關的其中一路輸入；所述被監控電源包括PXIe背板上的+12V電源、-12V電源、+3.3V電源、+5V電源、輔助電源+5Vaux ；多通道轉換開關輸出端與電壓跟隨器的輸入端相連；電壓跟隨器的輸出端與電壓采集芯片的輸入端相連，電壓采集芯片的輸出端與自檢測控制器相連；多通道轉換開關的通道選擇端與自檢測控制器相連；多通道轉換開關至少包括6路輸入；電流檢測電路包括取樣電阻R3和負載R4、接地電阻R5和電流檢測芯片；取樣電阻R3和負載R4串聯后取樣電阻R3的另一端接PXIe背板上的第8槽電源，負載R4的另一端接地；電流檢測芯片的輸入端接入取樣電阻R3的兩端，電流檢測芯片的輸出端與所述多通道轉換開關其中一路未使用的輸入通道的輸入端相連；接地電阻R5 —端與電流檢測芯片的輸出端相連，另一端接地；邊界掃描測試電路包括測試端口、開關橋芯片PEX8624和轉換橋接器X102001 ;測試端口、開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器X102001和自檢測控制器依次相連且均連入互聯線，邊界掃描測試電路的供電電源VCC分別通過一個二極管與開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器X102001和自檢測控制器相連。多通道轉換開關型號為ADG426，電壓采集芯片為AD7680 ；電流檢測芯片型號為AD8212，取樣電阻R3阻值為50毫歐功率為IW ;其中測試端口和外界的邊界掃描控制器相連；外界的邊界掃描控制器通過測試端口向開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器X102001和自檢測控制器發送向量信號，同時通過測試端口向外界的邊界掃描控制器發送信號；此背板使用一個FPGA芯片作為自檢測控制器，上述監控信息通過系統管理總線SMBus全部上傳至上位機；本技術的有益效果:該背板在滿足PXIe標準的8槽背板功能要求外，提供了具有多種自測試功能，可對PXIe背板和PXIe機箱以及PXIe外設模塊進行檢測，為用戶提供多種測試信息方便用戶了解整機工作狀態。附圖說明圖1機箱電源電壓監控電路圖2第8槽電流檢測電路圖3邊界掃描測試電路框圖具體實施方式機箱進行可測性設計，主要目的是便于機箱在生產和使用過程中出現故障的時候，能夠快速定位故障點，可以加快生產流程提高產品可靠性。以下結合附圖進行具體說明:該背板包括電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路、自檢測控制器；電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路均與自檢測控制器相連；其中，自檢測控制器采用FPGA實現。如圖1，其中電壓監控電路包括5路輸入通道、多通道轉換開關、電壓跟隨器、采樣芯片；其中5路通道分別監控電源+12V，-12V，+3.3V，+5V，輔助電源+5Vaux ;每路通道設有兩個電阻Rl和R2，兩個電阻Rl和R2串聯，電阻Rl與監控的電源相連，電阻R2接地，電阻Rl和電阻R2的連接處接入多通道轉換開關的其中一路輸入；多通道轉換開關輸出端與電壓跟隨器的輸入端相連；電壓跟隨器的輸出端與采樣芯片的輸入端相連，采樣芯片的輸出端與自檢測控制器相連；多通道轉換開關的通道選擇端與自檢測控制器相連，由自檢測控制器進行控制通道的選擇；多通道轉換開關至少為6路輸入。多通道轉換開關型號為ADG426，有16路通道SI至S16，_為讀取管腳，AO至A3為地址管腳，EN為使能管腳，后為片選管腳；采樣芯片為AD7680，此芯片為S0T23封裝低功耗單通道16位串行輸出AD芯片，采用高精度AD采集芯片，能夠提高電源監控精度；電源實時監控的5路電源+12V，-12V，+3.3V，+5V,輔助電源+5Vaux都取自背板的對應端口。每一路信號經過模擬開關ADG426分時送入ADC采樣(中間電壓跟隨起穩定和改善信號質量的作用)之后由FPGA控制邏輯進行處理、監控以及存儲。最后通過系統管理總線SMBus與上位機交換數據。電源電壓實時監控是通過背板電路設計，實現對背板各路電源及主要芯片的供電電源電壓和電流參數進行實時監控，在超過允許的壓降范圍或電流范圍后，可自動報警。如圖2，電流檢測電路包括取樣電阻R3和負載R4、接地電阻R5、電流檢測芯片；取樣電阻R3和負載R4串聯后取樣電阻R3的一端接第8槽的供電電源，負載R4 —端接地；電流檢測芯片的輸入端接入取樣電阻R3的兩端，電流檢測芯片的輸出端與電壓監控電路的多通道轉換開關其中一路未使用的輸入通道輸入端相連；接地電阻R5 —端與電流檢測芯片的輸出端相連，一端接地；電流檢測芯片型號為AD8212，取樣電阻R3阻值為50毫歐功率為IW ;電流監控的原理是對第8槽的供電電源+12V串入一個很小的電阻(50毫歐)，第8槽中的模塊使用+12V電源就會產生電流，在50毫歐電阻上就會產生一個壓降。此壓降經過電流檢測芯片AD8212進行檢測放大之后經過圖4中的模擬開關ADG426送入ADC芯片AD7680進行采樣。如圖3，邊界掃描測試電路包括測試端口、開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器X102001 ;測試端口、開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器X102001和自檢測控制器依次相連且均連入互聯線，測試端口與互聯線相連，邊界掃描測試電路的供電電源VCC分別通過一個二極管與開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器X102001和自檢測控制器相連；互聯線發送時鐘信號TCK和控制信號TMS ；其中測試端口和外界的邊界掃描控制器相連；外界的邊界掃描控制器通過測試端口向開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器X102001和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于嵌入式測試的PXIe背板，其特征在于，該背板上用于測試的部分包括電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路和自檢測控制器；電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路均與采用FPGA的自檢測控制器相連；自檢測控制器得到的信息通過系統管理總線SMBus上傳至外部；其中電壓監控電路包括5路輸入通道、多通道轉換開關、電壓跟隨器和電壓采集芯片；每路通道設有兩個電阻R1和R2，兩個電阻R1和電阻R2串聯，電阻R1與所在輸入通道對應的被監控電源相連，電阻R2接地；電阻R1和電阻R2的連接處接入多通道轉換開關的其中一路輸入；所述被監控電源包括PXIe背板上的+12V電源、?12V電源、+3.3V電源、+5V電源、輔助電源+5Vaux；多通道轉換開關輸出端與電壓跟隨器的輸入端相連；電壓跟隨器的輸出端與電壓采集芯片的輸入端相連，電壓采集芯片的輸出端與自檢測控制器相連；多通道轉換開關的通道選擇端與自檢測控制器相連；多通道轉換開關至少包括6路輸入；電流檢測電路包括取樣電阻R3和負載R4、接地電阻R5和電流檢測芯片；取樣電阻R3和負載R4串聯后取樣電阻R3的另一端接PXIe背板上的第8槽電源，負載R4的另一端接地；電流檢測芯片的輸入端接入取樣電阻R3的兩端，電流檢測芯片的輸出端與所述多通道轉換開關其中一路未使用的輸入通道的輸入端相連；接地電阻R5一端與電流檢測芯片的輸出端相連，另一端接地；邊界掃描測試電路包括測試端口、開關橋芯片PEX8624和轉換橋接器XIO2001；測試端口、開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器XIO2001和自檢測控制器依次相連且均連入互聯線，邊界掃描測試電路的供電電源VCC分別通過一個二極管與開關橋芯片PEX8624、轉換橋接器XIO2001和自檢測控制器相連。...

【技術特征摘要】
1.一種基于嵌入式測試的PXIe背板，其特征在于，該背板上用于測試的部分包括電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路和自檢測控制器；電壓監控電路、電流檢測電路、邊界掃描測試電路均與采用FPGA的自檢測控制器相連；自檢測控制器得到的信息通過系統管理總線SMBus上傳至外部； 其中電壓監控電路包括5路輸入通道、多通道轉換開關、電壓跟隨器和電壓采集芯片；每路通道設有兩個電阻Rl和R2，兩個電阻Rl和電阻R2串聯，電阻Rl與所在輸入通道對應的被監控電源相連，電阻R2接地；電阻Rl和電阻R2的連接處接入多通道轉換開關的其中一路輸入；所述被監控電源包括PXIe背板上的+12V電源、-12V電源、+3.3V電源、+5V電源、輔助電源+5Vaux ； 多通道轉換開關輸出端與電壓跟隨器的輸入端相連；電壓跟隨器的輸出端與電壓采集芯片的輸入端相連，電壓采集芯片的輸出端與自檢測控制器相連；多通道轉換開關的通道選擇端與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周志波，安佰岳，王石記，殷曄，李洋，杜影，
申請(專利權)人：北京航天測控技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：