基于XCR3256的低功耗存儲(chǔ)測試器設(shè)計(jì)

　摘要：本文介紹了基于XCR3256的存儲(chǔ)測試器的模塊化設(shè)計(jì)，利用XCR3256作為主控單元實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采編存儲(chǔ)重發(fā)技術(shù)。文中針對(duì)傳統(tǒng)的主要通過硬件電路降低功耗的方法，提出了具體的軟硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)低功耗技術(shù)。分析了軟件操作對(duì)XCR3256及系統(tǒng)功耗的影響，介紹了幾種有效的實(shí)現(xiàn)低功耗的方法，并給出了部分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　0 引言

　　在各類飛行器系統(tǒng)的科研過程中，對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的測試通常有兩種方式：一是無線電遙測法，二是利用專用傳輸線檢測飛行器工作狀態(tài)。然而，當(dāng)飛行系統(tǒng)再入大氣等離子中斷區(qū)或者在水下時(shí)，則無法及時(shí)動(dòng)態(tài)獲得系統(tǒng)狀態(tài)信息。該存儲(chǔ)測試器，即黑匣子[1]，即可在例如以上的惡劣環(huán)境中實(shí)時(shí)采集飛行器各種狀態(tài)信息，并把采集到的數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)起來，事后再現(xiàn)飛行器在盲區(qū)的工作狀態(tài)。該存儲(chǔ)測試器為諸如上述測試過程中的故障模型建立及分析提供了重要依據(jù)。

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件集成更多功能，對(duì)測試的要求，除了智能化、存儲(chǔ)容量大、安全可靠等之外，對(duì)測試設(shè)備小型化及低功耗的要求也持續(xù)增長。低功耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)須從電子器件的開發(fā)到終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)中得到落實(shí)。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工作原理

　　存儲(chǔ)測試器是一個(gè)有機(jī)的整體,它同時(shí)與被測系統(tǒng)又有信息交換。因此,其各個(gè)相關(guān)的系統(tǒng)必須互相匹配、兼容,協(xié)調(diào)工作。在模塊化設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了時(shí)序匹配、阻抗匹配、精度匹配、動(dòng)態(tài)范圍匹配等。

　　1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)測試器基于XCR3256主控，可實(shí)現(xiàn)采編存儲(chǔ)重發(fā)功能，能夠在指令控制下通過接口模塊采集多形式種信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理將采集到的數(shù)據(jù)在幀、碼同步信號(hào)指令作用下按照32×32的幀格式存儲(chǔ)起來。系統(tǒng)框圖見圖1。

　　基于飛行器信號(hào)形式的多樣性，輸入接口設(shè)計(jì)中包括模擬量輸入、422差分串行數(shù)字量輸入以及并行數(shù)字量輸入。針對(duì)以上輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理包括串行數(shù)據(jù)的光隔處理[2] 及串并轉(zhuǎn)換，對(duì)模擬量的采樣及A/D轉(zhuǎn)換，最終生成并行數(shù)據(jù)，并在中心控制模塊的控制下分別寫入存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)處理單元見圖2。

　　當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，由于數(shù)據(jù)具有低功耗數(shù)據(jù)保持模塊，可將先前存儲(chǔ)來的數(shù)據(jù)保持下來，數(shù)據(jù)保持能力可達(dá)一年之久，再次上電可通過并行口、差分串行口或者高速USB口將數(shù)據(jù)讀出。

圖1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)測試器結(jié)構(gòu)圖

圖2 數(shù)據(jù)處理單元