專利名稱：：用于通用總線測試儀的靈活接口的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用來測試電子設備和總線的裝置，特別是涉及一種可以用于測試設備和包括了多種總線接口規范的數字總線的測試裝置。
背景技術：
：一般來說軍隊和商業部門使用數字總線用來控制電子系統。不同的總線類型被用于不同的應用中。例如，商業飛機一般使用ARINC429總線來用于航空控制系統上，然而軍隊一般使用MIL-STD-1553總線用于控制飛機和武器系統。商業部門一般使用RS-232總線用于計算機應用。而且，軍隊和商業組織通常利用常規總線和專有的接口規范和協議，在內部系統的不同元件之間通訊。數字總線設備的生產商經常使用自動測試設備(ATE)來驗證設備性能。通常，這種測試裝置是為某一種特別的總線類型而專門地設計。例如，專門的ARINC429儀器被用來測試ARINC429設備，而專門的MIL-STD-1553儀器被用來測試1553設備。專有總線的生產商經常使用常規的測試設備來測試他們的常規的總線設備。可選地，他們可以采用通用數字測試裝置來滿足他們特別的測試需要。總線測試設備的專門化是由于不同總線種類的接口規范變化非常大。不同的總線可以在不同的頻率，不同的邊界速度和/或者不同的電壓級別上運行。總線可以為單向或者雙向，單端或者差分。一些總線提供握手和/或者時鐘線；一些總線則不能提供。盡管有這些不同，我們已經發現對不同種的總線進行測試時，由數字總線引起的測試問題在本質上是相似的，并且發現生產商可以受益于一個更通用的方法來進行總線測試。由此可見，上述現有的總線測試儀在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決總線測試儀存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的用于通用總線測試儀，便成了當前業界極需改進的目標。有鑒于上述現有的總線測試儀存在的缺陷，本發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的一種用于通用總線測試儀的靈活接口，能夠改進一般現有的總線測試儀，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。
發明內容本發明的目的在于，克服現有的總線測試儀存在的缺陷，而提供一種硬件接口，所要解決的技術問題是使其可以用來測試不同種類的數字總線設備，從而更加適于實用。為了達到前述的目的和一些其它的目的和優點，本發明提供一種用于數字總線測試設備的靈活接口，該接口包括發送線和接收線。一個發送電路可以在發送線上發送單端和差分信號，并且至少一個接收電路可以用于接收單端和差分信號。該接口即可以支持單向又可以支持雙向通訊。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。圖1是根據本發明的用于測試多種總線種類和設備的靈活接口電路的一個簡化示意圖。圖2是根據圖1所示的一個發射電路的詳細示意圖。圖3是根據圖1所示的一個接收電路的詳細示意圖。圖4是一個圖1所示的靈活接口操作過程的流程圖。圖5是根據本發明的靈活接口的另一種可選實施例的一個簡化示意圖。具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的一種用于通用總線測試儀的靈活接口其具體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。請參閱圖1所示，為根據本發明的用于測試數字總線的一種靈活接口的一個第一解釋性實施例100。該接口有第一和第二發送線，TX0和TX1，還有第一和第二接收線，RX0和RX1，用于和一個被測設備(DUT)進行通訊。第一和第二發送器110和112分別提供輸出信號到TX0和TX1。一個接收電路114包括第一和第二單端接收器116和118和一個差分接收器120。該單端接收器116和118分別有一個輸入端，并且這些輸入端是可連接的，最好為一對，或者分別連接到TX0和TX1或者分別連接到RX0和RX1。該差分接收器120有第一和第二輸入端，其分別連接于該第一和第二單端信號接收器116和118的輸入端，同時產生一個與這些輸入端之間的差分電壓成比例的輸出信號。該發送器和接收器通過一個控制/邏輯部122來配置，該控制/邏輯部122也可以接收接收器116，118和120的輸出。請參閱圖2所示，為發送器110/112其中之一的一個詳細示意圖。較佳地，每一個發送器都包括了一個可以接收表示一個理想的發送器輸出電壓表示的數據的擺動發生器210，例如一個數-模轉換器(DAC)。該擺動發生器210也可以通過使用總線開關或者類似的設備的轉換參考電壓來實施。更好的是，盡管這并不是要求的，但是該擺動發生器可以產生至少3種不同的電壓級別。該擺動發生器210的輸出被連接到一個轉換速率校準電路212，并且該轉換速率校準電路的輸出端被連接到一個低增益驅動器214。在一個控制信號(ENABLE)的控制下，該低增益驅動器214最好是三態的(tri-statable)(即，它的輸出端可以被放置于一個高阻抗狀態)。一個合適的驅動器的例子揭露于美國專利申請號為10/113,179，名稱為“DRIVERCIRCUITENPLOYINGHIGH-SPEEDTRI-STATEFORAUTOMATICTESTEQUIPMENT”，此處用作參考將其并入。一個電阻216較佳地串聯于該驅動器214的輸出端，以便提供一個串聯終端。在該較佳實施例中，電阻216的阻值可以選為3歐姆，50歐姆，75歐姆和100歐姆。其它的電阻也可以使用；然而上述阻值被認為可以提供大多數數字總線的需要。為了運行一個發送器(110或者112)，該擺動發生器210被編程為一個新值，其可以產生一個具有高轉換率的輸出階。該轉換率校準電路212減慢了該轉換率(更好地被編程)，以便產生一個具有一個具有理想轉換率的輸出信號。該低增益驅動器214較好地提供了電壓和當前的增益，并且通過可選電阻216來驅動升壓的信號。請參閱圖3所示，是根據圖1所示的接收器114的詳細示圖。線RX0/TX0和RX1/TX1分別連接到單端比較器322和326的輸入端。這些比較器322和326較佳的為窗式比較器，即它們通過比較它們的輸入和第一和第二參考值(H0，L0和H1，L1)來產生可以表示輸入信號和參考信號相對水平的2比特的輸出信號。線RX0/TX0和RX1/TX1也被連接到差分比較器120的輸入端。該差分比較器包括一個模擬差分放大器320和一個第三比較器324。該放大器較佳地具有一個低增益，并且能產生一個與它的輸入端的信號級差值成比例的輸出信號。該第三比較器324也最好為一個窗式比較器，該比較器可以產生一個表示它的輸入和參考，HD和LD，的相對水平的2比特的輸出。因此該差分放大器可以將其輸入信號間電壓的差值和門限值進行比較，而不比較其輸入信號的通用模式電壓。該窗式比較器322，324和326的輸出端被較佳地連接于控制/邏輯部122。該控制/邏輯部較佳地包括可以按預定的時間間隔對比較器322，324和326的輸出進行采樣的數字采樣電路，和用來存儲和報告結果的電路。盡管比較器322，324和326最好為窗式比較器，其它類型的比較器也可以被使用，以提供對應各自輸入電壓表示的任何字節數的輸出數據。接收器114較佳地還包括了終端阻抗，例如電阻312和314。這些電阻較佳地分別通過開關311和313連接，并且阻值可以選擇為25歐姆，37.5歐姆，50歐姆，75歐姆和100歐姆以便提供不同種類的總線。在該較佳實施中，開關310可選地連接一個具有可編程參考電平VCOM到一個位于電阻312和314連接處的節點。當開關310打開時，接4收器114的輸入相互之間被隔離。當開關310閉合時，輸入被單獨地隔離于VCOM。當靈活性要求不高時，例如對于接收握手信號，一個簡單穩定的感性負載可以被提供以便隔離相對于VCOM、地面或者一些其它的DC電壓的信號。圖4所示為控制/邏輯部122所應用的步驟，用于配置靈活接口100以滿足任意寬范圍總線類型的需要。盡管圖4所示的步驟表現為一個特別的順序，但是應該理解為該步驟的順序是不重要的且是可在本發明的范圍內變化的。例如，該些步驟可以被以不同的順序來執行，且一些或者所有的步驟可以被同時執行。請參閱步驟410所示，控制/邏輯部122讀一系列標記。該標記表明了來自于一個DUT的那些支持單端通訊和支持差分通訊的信號。這些標記還表明了那些支持單向通訊和支持雙向通訊的信號。對于差分信號來說，該控制/邏輯部122配置單端發送器以便用于驅動差分信號(步驟412)。這一步大致準備對與兩個發送器110和112相關的擺動發生器210進行編程，以使得該兩個發送器在位置上彼此不同，即將其設置為具180度相差的可變的值。請參閱步驟414所示，該控制/邏輯部準備響應該差分比較器120(步驟416)的輸出，而不是響應單端比較器116和118的輸出，閉合開關111和113，并且打開開關310以便隔離相互的接收線。對于支持單端通訊的信號，該(些)發送器被配置成單端驅動和/或者該(些)接收器被配置成單端接收。開關310閉合，用來隔離到VCOM的接收線。如果不需要隔離時開關311和313可以處于打開。對于支持雙向通訊(步驟416)的總線信號來說，該控制/邏輯部122配置接口100以便雙向通訊(步驟416)。在實施例100中，包括配置一個或者兩個開關124和126，以便把接收器114的輸入連接到發送線TX0和TX1。對于單端通訊，運行要求一個輸入端被連接到一個發送線，而對于差分通訊，兩個輸入端都需要連接到發送線。如果信號支持單向通訊，該控制/邏輯部122配置該接口100以便單向通訊。在實施例100中，包括配置一個或者全部的開關124和126，以便把接收器114的輸入端接到接收線RX0和RX1。對于單端通訊，運行要求一個輸入端被連接到一個接收線，而對于差分通訊，兩個輸入都需要連接到接收線。請參閱步驟420所示，擺動發生器210的電壓，發送轉換速率，VCOM(如果必須)，和接收器114的門限電壓被編程。對于發送器和接收器的終端阻抗被選擇(步驟422)。眾所周知，數字總線除了需要數據線外，經常需要控制線，例如握手線，時鐘線和類似的東西。該接口100可以較佳的提供這些專門目的的信號。數據和/或控制線可以通過TX0和/或TX1被送到一個DUT，并且可以通過RX0和/或RX1從該DUT處被接收。對于雙向總線，數據和/或控制線可以通過TX0和/或TX1被發送和接收。在該較佳實施例中，該靈活接口構成了一個用來測試多種總線類型和數字信號的總線測試儀的一個信號接口的一部分。該總線測試儀較佳地為一個插入到一個自動測試系統中的卡槽的模塊，例如VXI卡槽。該總線測試儀被軟件，例如運行在一個主機上的測試程序來控制。然而該靈活接口不僅僅局限于在一個測試系統中的一個儀器中使用。它也可以被用于其它的測試電路或者其它的與一種或者多種類型的總線或者數字信號連接的電路中。本發明的較佳實施例主要側重于串口總線。可以較佳地使用多個接口100以便容納不同的串口總線所需的大量信號。一些串口總線需要多比特數據，并且一些需要多個控制線。我們已經發現對于測試大多數類型的設備來說，3個接口100的拷貝一般足夠。這些不同的拷貝可以被一起使用于測試那些需要多于2個發送線和/或多于2個接收線的總線。在該較佳實施例中，3個接口的4個不同組各自被提供用于測試多個設備。對于每一組接口電路的I/O較佳的被提供在一個單I/O連接器上以便促進與一個單總線設備的連接。在該較佳實施例中，3個接口100的每一組被提供在一個單26-pinD-Sub連接器上，而且在其前面板上，該總線測試儀包括4個這樣的連接器。該接口100的一個好處就是它可以適應多數的總線類型而需要較少的連接器空間。這樣可以使更多的連接器空間以用于同種類型的其它接口，或者用于一個測試系統中的其它的裝置。該接口也需要較小的電路板空間，這樣可以為提供其它功能節省空間。可選擇地根據已經介紹的一個實施例，其它大量的可選擇的實施例或變量也可以被使用。請參閱圖5所示，為該靈活接口的一個可選實施例500。該接口500與接口100有相同的I/O連接數量。然而不同之處為它提供2個接收電路，一個用于雙向通訊(514)，一個用于單向通訊(524)。因此該實施例500除去了開關124和126，卻保留了該接口100的功能。該三個靈活接口(或每組用的數量無論多少)可以一樣，但不是必須的。例如，一個或者更多的拷貝可以被專門用于發送和/或接收握手信號。與其它的拷貝相比，該拷貝可以包括更簡單的具有較少靈活性的電路，因此可以在不嚴重影響效果的情況下節約費用。同時，盡管這里的描述主要涉及串口總線應用(MIL-STD-1553，ARINC429，RS-232)，這里描述的該靈活接口和方法也可以應用于并口總線或者其它的數字信號。當應用于平行總線時，多于3個靈活接口的拷貝可能被使用以便同時提供更多的數據位，而且具有更多終端的I/O連接器可能被使用。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。權利要求1.一種用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其包括第一和第二發送節點；第一和第二接收節點；一個第一單端發送器，具有一個連接于上述第一發送節點的輸出端；一個第二單端發送器，具有一個連接于上述第二發送節點的輸出端；一個第一單端接收器，具有一個可選擇性地連接于上述第一接收節點和上述第一單端發送器輸出端的輸入端；一個第二單端接收器，具有一個可選擇性地連接于上述第二接收節點和上述第二單端發送器輸出端的輸入端；和一個差分接收器，具有第一和第二輸入端，該第一輸入端被連接于上述第一單端接收器的輸入端，而該第二輸入端被連接于上述第二單端接收器的輸入端。2.根據權利要求1所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的第一單端接收器可通過一個第一開關而連接于上述第一接收節點或者上述第一單端發送器的輸出端其中之一，同時上述第二單端接收器可通過一個第二開關而連接于上述第二接收節點或者上述第二單端發送器的輸出端其中之一。3.根據權利要求1所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的第一和第二單端發送器為三態。4.一種用于多種數字總線的測試儀的靈活接口，其特征在于其包括第一和第二發送節點；第一和第二接收節點；第一和第二單端驅動電路，各自具有一個輸出端，該些輸出端分別地連接于上述第一和第二發送節點；和至少一個接收電路，其具有第一和第二輸入端，分別連接于上述第一及第二發送節點和上述第一及第二接收節點中的至少一個，其中至少一個接收電路中的每一個都包括一個第一單端比較器，具有一個連接于上述接收電路的第一輸入端的輸入端；一個第二單端比較器，具有一個連接于上述接收電路的第二輸入端的輸入端；和一個差分比較器，具有一個連接于上述接收電路的第一輸入端的第一輸入端和一個連接于上述接收電路的第二輸入端的第二輸入端。5.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的第一和第二單端發送器各自包括一個擺動發生器，該擺動發生器有一個用于接收輸入數據的輸入端和一個用于建立一個與上述各自發送器的一個理想輸出信號成比例的輸出信號的一個輸出端。6.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的第一和第二單端發送器分別包括由一個轉換速率校準電路。7.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的第一和第二單端發送器分別為三態。8.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的第一和第二單端發送器分別有一個可選擇的輸出阻抗。9.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的第一和第二單端發送器分別包括一個擺動發生器，具有一個用來接收輸入數據的輸入端和一個用于建立與一個上述各自的發送器的一個理想輸出信號成比例的輸出信號的輸出端；一個轉換速率校準電路，具有一個輸入端和一個輸出端，該輸入端被連接于上述擺動發生器的輸出端；一個三態緩沖器，具有一個輸入端和一個輸出端，該輸入端被連接于轉換速率校準電路的輸出端；以及一個可變的串聯終端阻抗。10.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的第一和第二單端接收電路分別包括一個用來把一個從上述DUT接收的信號和第一和第二門限值進行比較的窗式比較器。11.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的差分比較器包括一個模擬差分放大器，具有分別連接于上述接收電路的第一和第二輸入端的一個第一和第二輸入端，和一個用于提供一個與上述接收電路的上述第一和第二輸入端信號差值成比例的信號的輸出端；以及一個具有一個輸入端連接于上述模擬差分放大器的輸出端的窗式比較器，用于將上述的輸出與第一及第二門限值進行比較。12.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的至少一個接收電路包括一個可選擇的終端阻抗。13.根據權利要求12所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的可選擇的終端阻抗將上述的至少一個接收電路的輸入端彼此隔離。14.根據權利要求12所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的可選擇的終端阻抗上述的至少一個接收電路的輸出相對一個可調直流參考電壓隔離。15.根據權利要求4所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的靈活接口是一個較大接口的第一部分，該較大接口至少包括與該第一部分基本相似的第二部分和第三部分。16.根據權利要求15所述的用于具有不同接口規格的多種不同數字總線上的測試儀的靈活接口，其特征在于其中所述的較大接口的第一，第二和第三部分的發送節點通過一個單向連接器模塊可與一個被測設備(DUT)相連。17.一種用于數字總線測試設備的靈活接口，其特征在于其包括第一和第二發送節點；第一和第二接收節點；第一和第二單端驅動電路，分別具有一個輸出端，該些輸出端被分別連接于上述第一和第二發送節點；一個第一接收電路，具有第一和第二輸入端，該些輸入端被分別連接于上述第一和第二發送節點；以及一個第二接收電路，具有第一和第二輸入端，該些輸入端被分別連接于上述第一和第二接收節點，其中上述第一和第二接收電路分別包括一個輸入端連接于上述接收電路的一個第一輸入端的第一單端比較器，一個輸入端連接于上述接收電路的第二輸入端的一個第二單端比較器，和一個第一輸入端連接于上述接收電路的第一輸入端并且一個第二輸入端連接于上述接收電路的第二輸入端的一個差分比較器。18.一種與運行在數字總線上的設備接口連接的方法，其特征在于對于每個裝置來說，該方法包括決定上述設備的哪一個(些)信號支持差分通訊，哪一個(些)信號支持單端通訊；響應對上述設備的一個信號支持差分通訊的決定，差動地驅動一對單端驅動器，以使其在第一和第二發送線上產生相反相位的信號；響應對上述設備的一個信號支持單端通訊的決定，在上述第一和第二發送線中至少一線上，單端地驅動一對單端驅動器中的至少一個；決定上述設備中的哪一個(些)信號支持單向通訊，哪一個(些)信號支持雙向通訊；響應對一個上述設備的信號支持單向通訊的決定，在第一和第二接收線中至少一個接收數據；和響應對一個上述設備的信號支持雙向通訊的決定，在第一和第二發送線中至少一個接收數據。19.一種用于測試使用數字總線來通訊的設備的靈活測試裝置的操作方法，其特征在于其包括決定一個被測設備(DUT)的哪一個(些)信號支持差分通訊，哪一個(些)信號支持單端通訊；配置上述靈活的測試裝置，以便差分地和支持差分通訊的該些信號通訊；配置上述靈活的測試裝置，以便單端地和支持單端通訊的該些信號通訊；決定被測設備的哪一個(些)信號支持單向通訊，哪一個(些)信號支持雙向通訊；配置上述靈活的測試裝置，以便單端地和支持差單端通訊的該些信號通訊；以及配置上述靈活的測試裝置，以便雙向地和支持雙向通訊的該些信號通訊。20.一種用來測試多種類型的總線設備的總線測試儀，其特征在于其包括至少一個I/O連接器，以便在被測設備和上述總線測試儀之間建立連接；以及一個靈活接口電路，被通過編程配置為可單端地或差分地發送信號，并且可單向地或雙向地傳遞信號。全文摘要本發明是有關于一種用于通用總線測試儀的靈活接口，其可以用于測試多種總線種類。該接口包括一對發送線和一對接收線。一個發送電路可以在發送線上發送單端或者差分信號，并且至少一個接收電路可以從接收線或者發送線上接受單端或者差分信號。這種靈活的接口可以用來測試單端和差分總線，以及那些可以支持單向和雙向通訊的總線。文檔編號G06F11/22GK1682203SQ03821512公開日2005年10月12日申請日期2003年7月17日優先權日2002年8月1日發明者特雪·K·構爾申請人:泰瑞達公司