УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕЖСХЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к области вычислительной техники, в частности к испытанию проектируемых электронных систем высокой производительности.
При проведении патентных исследований известных технических решений устройств - аналогов не обнаружено.
Техническим результатом является разработка устройства для испытания межсхемных соединений электронной системы.
Достигается это тем, что устройство для испытания межсхемных соединений электронной системы содержит многослойную тест-плату, USB осциллограф, компьютер, преобразователь интерфейса и USB генератор, многослойная тест-плата имеет вход (Вх), первый и второй выходы (Вых1, Вых2) и вход-выход (ВВ), при этом выход USB генератора подключен ко входу многослойной тест-платы, первый и второй выходы которой подключены к каналам А и В USB осциллографа, USB вход-выход которого подключен к первому USB входу-выходу компьютера, вход-выход многослойной тест-платы подключен к первому входу-выходу преобразователя интерфейса, второй вход-выход которого подключен ко второму USB входу-выходу компьютера, третий USB вход-выход компьютера связан с одноименным входом-выходом USB генератора, причем на многослойной тест-плате установлены, взаимосвязанные между собой первый и второй буферные усилители, первый и второй шинные формирователи, первый и второй аналоговые мультиплексоры, микроконтроллер, формирователь импульсов, передатчик LVDS сигналов, приемник LVDS сигналов, первичные сигнальные тест-линии, вторичные сигнальные тест-линии связи, а также тест-линии LVDS связи, при этом вход тест-платы через буферные усилители подключен ко входам первого и второго шинных формирователей, выходы первого и второго мультиплексоров подключены к первому и второму выходам тест-платы, выходы первого шинного формирователя подключены к началу первичных сигнальных тест-линий и входам первого мультиплексора, концы первичных сигнальных тест-линий подключены к соответствующим входам второго мультиплексора, при этом выходы второго шинного формирователя подключены к нагрузочным резисторам Rol…Rok, начала и концы вторичных сигнальных тест-линий связи подключены к соответствующим входам первого и второго мультиплексоров, при этом выход формирователя импульсов через последовательно включенные передатчик LVDS сигналов, тест-линии LVDS связи и приемник LVDS сигналов, подключен к одному из входов второго мультиплексора, первый, второй и третий выходы микроконтроллера подключены, соответственно, ко входам управления шинных формирователей, мультиплексоров и формирователя.
Сущность технического решения заключается в том, что выполнение полезной модели вышеописанным образом позволяет достигнуть поставленный технический результат.
На Фиг. 1, Фиг. 2 представлены блок-схема и межсхемные тест-линии связи полезной модели.
Устройство для испытания межсхемных соединений электронной системы содержит многослойную тест-плату 1, USB осциллограф 2, компьютер 3, преобразователь 4 интерфейса и USB генератор 5, многослойная тест-плата 1 имеет вход (Вх), первый и второй выходы (Вых1, Вых2) и вход-выход (ВВ), при этом выход USB генератора 5 подключен ко входу многослойной тест-платы 1, первый и второй выходы которой подключены к каналам А и В USB осциллографа 2, USB вход-выход которого подключен к первому USB входу-выходу компьютера 3, вход-выход многослойной тест-платы 1 подключен к первому входу-выходу преобразователя 4 интерфейса, второй вход-выход которого подключен ко второму USB входу-выходу компьютера 3, третий USB вход-выход компьютера 3 связан с одноименным входом-выходом USB генератора 5, причем на многослойной тест-плате 1 установлены, взаимосвязанные между собой первый и второй буферные усилители 6-1, 6-2, первый и второй шинные формирователи 7-1, 7-2, первый и второй аналоговые мультиплексоры 8-1, 8-2, микроконтроллер 9, формирователь 10 импульсов, передатчик 11 LVDS сигналов, приемник 12 LVDS сигналов, первичные сигнальные тест-линии 13-1…13-n, вторичные сигнальные тест-линии 14-1…14-m связи, а также тест-линии 10 LVDS связи, при этом вход тест-платы 1 через буферные усилители 6-1, 6-2 подключен ко входам первого и второго шинных формирователей 7-1, 7-2, выходы первого и второго мультиплексоров 8-1, 8-2 подключены к первому и второму выходам тест-платы 1, выходы первого шинного формирователя 7-1 подключены к началу первичных сигнальных тест-линий 13-1…13-n и входам первого мультиплексора 8-1, концы первичных сигнальных тест-линий 13-1…13-n подключены к соответствующим входам второго мультиплексора 8-2, при этом выходы второго шинного формирователя 7-2 подключены к нагрузочным резисторам Rol…Rok, начала и концы вторичных сигнальных тест-линий 14-1…14-m связи подключены к соответствующим входам первого и второго мультиплексоров 8-1, 8-2, при этом выход формирователя 10 импульсов через последовательно включенные передатчик 11 LVDS сигналов, тест-линии 15-1…15-х LVDS связи и приемник 12 LVDS сигналов, подключен к одному из входов второго мультиплексора 8-2, первый, второй и третий выходы микроконтроллера 9 подключены, соответственно, ко входам управления шинных формирователей 7-1, 7-2, мультиплексоров 8-1, 8-2 и формирователя 10.
Создать глобальную модель системы межсхемных соединений невозможно по причине широкого разнообразия физических процессов, искажающих целостность логических сигналов на различных конструктивных уровнях проектируемого устройства, таких как, отражения, интерференция, резонанс, скин-эффект, диэлектрические потери и др.
Для решения проблемы предлагается использовать ряд простейших микромоделей межсхемных соединений на всех конструктивных уровнях проектируемой электронной системы. В микромоделях наглядно отражается влияние элементов монтажа на общую целостность логических сигналов.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал генератора 5 проходя через буферные усилители 6-1, 6-2 и шинные формирователи 7-1, 7-2 формируется - нормализуется по амплитуде, длительности фронтов, скважности, размножается, поступает в начало первичных тест-линий 13-1…13-n и на соответствующие входы первого мультиплексора 8-1, выход которого подключен к каналу А осциллографа.
Концы первичных тест-линий 13-1…13-n подключены к соответствующим входам второго мультиплексора 8-2, выход которого подключен к каналу В осциллографа.
На экране осциллографа одновременно отображаются два сигнала А и В (начало и конец) одной из первичных тест-линий 13-1…13-n или одной из вторичных тест-линий 14-1…14-m, что позволяет их сравнить и оценить искажения.
Аналогичным образом к мультиплексорам 8-1, 8-2 подключены вторичные тест-линии 14-1…14-n, которые, по сути своей, являются пассивными тест-линиями, т.к. сигналы присутствующие в этих линиях являются перекрестными помехами наводимыми от первичных (активных) тест-линий 13-1…13-n.
Каждая из тест-линий 13-1…13-n, 14-1…14-m и 10 LVDS представляет собой полосковую, печатную линию расположенную в логических слоях многослойной печатной платы (МПП), характеризуется конкретно заданными геометрической длиной и волновым сопротивлением Zo (например, 50 Оm и/или 75 Om - определяется разработчиком) и соответствующим демпфирующим тест-линию сопротивлением, например, Ro и другими (см. Фиг. 2).
При переключении второго шинного формирователя возникает мощная помеха в цепи электропитания, влияние которой отражается как на сигналах первичных тест-линий 13-1…13-n, так и вторичных тест-линий 14-1…14-n и внесенные ею искажения оцениваются сравнением сигналов на экране осциллографа.
Формирователь 10 импульсов и последовательно включенные передатчик 11 LVDS сигналов, тест-линии 15-1…15-х LVDS связи и приемник 12 LVDS сигналов позволяют испытывать (измерять, оценивать) целостность прохождения LVDS сигналов, их амплитудные и временные искажения при прохождении через тест-линии 15-1…15х LVDS (низковольтная дифференциальная передача сигналов или LVDS-способ передачи электрических сигналов, позволяющий передавать информацию на высоких частотах). Результаты испытаний отображаются на экране осциллографа. (см LVDS - в Викепедии INTERNET).
В ручном режиме команды оператора из компьютера 3 через преобразователь 4 интефейса поступают в контроллер 9, который в свою очередь управляет шинными формирователями 7-1, 7-2, мультиплексорами 8-1, 8-2 и формирователем 10.
В автоматическом режиме управление осуществляется непосредственно микроконтроллером 9.
Для удобства работы оператора в компьютере 14 реализована программа графический интерфейс которой, позволяет наглядно видеть испытуемую в данный момент одну из тест-линий 13-1…13-n, 14-1…14-m или 15-1…15-х LVDS связи, количество импульсов формируемых на выходе формирователя 10, а также количество нагрузок Rol…Rok подключенных к выходам второго шинного формирователя 7-2.
Связка: USB-генератор - тест-плата - USB-осциллограф - компьютер, а так же система мультиплицирования сигналов, позволяет испытывать переходные процессы в межсхемных тест-линиях, как в автоматическом, так и в ручном режимах с выбором испытуемой линии из графического интерфейса.
Устройство для испытания межсхемных соединений электронной системы позволяет испытывать (измерять, оценивать) реальные осциллограммы переходных процессов в тест-линиях связи расположенных на тест-плате межсхемных соединений с известными-расчетными геометрическими и электрическими параметрами; измерять помехи отражений демпфированных линий, перекрестные помехи соседних линий, помехи в контурах электропитания и амплитудные, временные потери импульсных сигналов в интерфейсных связях; количественно оценить точность предварительного расчета математических моделей переходных процессов в межсхемных соединениях, затем, по результатам измерений, настроить параметры математических моделей и таким образом повысить надежность прогнозирования информационного обмена, обосновать рациональность технических решений при выборе элементной базы, оптимизировать коммутационную среду, создать Руководящие технические материалы по проектированию электронной системы и, в итоге, повысить работоспособность - надежность проектируемой электронной системы в целом.
Таким образом выполнение устройства вышеописанным образом позволяет достигнуть поставленный технический результат.