CPLD在線纜快速測試技術中的應用

　　3.CPLD 的設計

　　整個測試系統(tǒng)采用兩塊CPLD（EPM7128），一塊作為信號源（CPLD 1#），另一塊作為信號采集（CPLD ２#）。CPLD 1#的主要工作是接收單片機發(fā)來的‘Start’和‘CP’命令，并以‘CP’為觸發(fā)信號將‘１’進行移位且并行輸出（位數(shù)與被測線數(shù)相等）。其內部模塊連接圖如圖2 所示[6-7]。

　　Fig. 2 The connection of internal module in CPLD1# chip

　　CPLD２# 的主要工作是將由CPLD １# 輸出的信號經(jīng)過被測線纜進行采集，且將并行位數(shù)轉換成串行數(shù)據(jù)傳給單片機進行處理，其內部模塊連接圖如圖3 所示，其中包括SST_AND 和CPLD_MCU 兩個模塊[6-7]。SST_AND 與門電路的主要作用是：只有CPLD 2# 在工作時單片機才能向CPLD 1# 中輸出數(shù)據(jù)，這樣保證數(shù)據(jù)的可靠性和正確性；CPLD_MCU 模塊的作用是完成輸入數(shù)據(jù)的并/串轉換，將轉換好的數(shù)據(jù)通過SPI 接口傳送給單片機。值得注意的是，實際應用時還應在CPLD2#的I/O 口上增加下拉電阻，以避免采集信號時出錯。

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　　Fig. 3 The connection of internal module in CPLD2# chip

　　4.仿真實驗

　　為驗證設計的接口電路是否能夠實現(xiàn)系統(tǒng)要求，本文對兩塊CPLD 進行了仿真實驗。CPLD1#的仿真波形如圖4 所示。

　　圖4 CPLD1# 仿真波形

　　Fig. 4 The emulation wave of CPLD1#

　　由圖4 可知，當CPLD1#接收到‘Start’命令后，在‘CP’觸發(fā)信號的作用下，Sign_out 端口依次輸出（00001000）B、（00010000）B、（00100000）B 等信號，實現(xiàn)了將‘１’進行移位且并行輸出。

　　SST_AND 模塊的仿真波形如圖5 所示，CPLD_MCU 的仿真波形如圖6 所示。

　　Fig. 5 Theemulation wave of SST_AND module

　　Fig. 6 The emulation wave of CPLD_MCU modul

　　在圖5 中，SS 端的信號來自單片機，當SS 端的信號與CPLD1#的CP_out 端信號皆為高電平時，CPLD2#才可開始采集信號。由圖6 可知，由CPLD1#輸出的8 位并行數(shù)據(jù)（10101101）B 經(jīng)Sign_in 端口進入CPLD2# 的 CPLD_MCU 模塊進行轉換，MISO 端輸出為串行數(shù)據(jù)。

　　通過圖 4-圖6 的仿真結果可知，設計的CPLD 接口電路能夠實現(xiàn)多條線纜的同時測量。本文設計的CPLD 接口電路最多能同時測量64 條線纜的連通性能（受CPLD芯片I/O 引腳數(shù)量的限制），若要同時測試更多線纜，只需更換CPLD 芯片即可。

　　5.總結

　　本文作者創(chuàng)新點：利用CPLD 器件I/O 接口多的優(yōu)點，創(chuàng)新地將CPLD 引入到線纜測試技術中，實現(xiàn)了多條線纜連通性的同時測量。仿真實驗證明設計思路正確，方案可行，為高效、準確地實現(xiàn)電氣柜線纜組的測試提供了新的、有效的途徑。