本发明专利技术公开了基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换方法及背板；涉及电气设备检测技术领域；对连接测试设备的各传输通道进行编号，并对各传输通道配置驱动参数；获取核安全级DCS的测试信号和传输通道编号；FPGA根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，并将测试信号通过传输通道传输至测试设备通过FPGA根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，并将测试信号通过传输通道传输至测试设备，实现了核电厂安全级DCS系统各种测试信号的快速切换，解决了核电厂安全级DCS系统中基础模块检验时操作复杂信号切换环境种类繁多，检验效率低下的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电气设备检测，具体涉及基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法及背板。
技术介绍
1、在核电厂安全级dcs系统中，依靠单元化的各种功能模块来实现各种信号逻辑控制与各种驱动控制。从而在核电厂安全级dcs系统中存在大量的不同功能模块，对每一种模块进行功能性能检验时就需要单独搭建特定检验环境，来实现信号输入/输出的端口切换。由于不同模块实现的功能不同，所以模块的信号都是不同的，不仅有lvds信号，还有rs458/spi/iic信号等。当信号种类越多意味着搭建这些检验环境时就越困难，不仅造成了检验实施过程中操作的复杂性，同时还极大的降低了检验效率，所需要的成本也越高。
2、在核安全级数字化仪控系统中常采用lvds(低压差分)技术进行高速的数据传输，由于现阶段各领域通用的模块化设计，通常会使用背板来承载系统内部各模块间短距离的数据传输任务。因此对于信号传输桥梁的背板来说，多样化的功能与高效的信号传输性能变得越来越重要。由于核安全级数字化仪控系统中各类型模块种类多达40多种且信号种类各不相同，检验时就需要根据每种模块搭建特定的信号切换、传输环境来满足其功能性能检验。则造成了模块的信号切换、传输测试环境变得非常复杂，检验人员操作也极为繁琐。同时导致模块的检验效率也变得极为低下，已经无法满足高效率的生产模式。
3、为了从根本上解决模块种类太多、模块检验操作复杂、端口信号切换繁琐的问题。迫切需要能够满足核电厂安全级dcs系统中各种模块在检验时端口信号的高速隔离切换的装置，来匹配高效率的检验模式。
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br/>技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：在核电厂安全级dcs系统中进行基础模块检验时，传统的手动操作在dcs系统复杂信号切换环境种类繁多的情形下，存在操作复杂，检验效率低下的问题；本专利技术目的在于提供基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法及背板，通过fpga根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，并将测试信号通过传输通道传输至测试设备，实现了核电厂安全级dcs系统各种测试信号的快速切换，解决了核电厂安全级dcs系统中基础模块检验时操作复杂信号切换环境种类繁多，检验效率低下的问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、本方案提供基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法，包括：
4、对连接测试设备的各传输通道进行编号，并对各传输通道配置驱动参数；
5、获取核安全级dcs的测试信号和传输通道编号；
6、fpga根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，并将测试信号通过传输通道传输至测试设备。
7、本方案工作原理：在核电厂安全级dcs系统中进行基础模块检验时，传统的手动操作在dcs系统复杂信号切换环境种类繁多的情形下，存在操作复杂，检验效率低下的问题；本专利技术目的在于提供基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法，通过fpga根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，并将测试信号通过传输通道传输至测试设备，实现了核电厂安全级dcs系统各种测试信号的快速切换，解决了核电厂安全级dcs系统中基础模块检验时操作复杂信号切换环境种类繁多，检验效率低下的问题。
8、基于fpga的切换方式将lvds信号、spi信号、iic信号、rs485信号等进行点对点的隔离切换，fpga本身不做协议解析与转换只实现物理链路的信号切换，而这一性质满足了核安全级回路隔离的设计规范要求；基于利用fpga容量大、效率高的特性背板能同时切换多路安全级信号又因不对信号进行解析直接进行切换，让切换过程具有了更高的可靠性。
9、进一步优化方案为，所述测试信号包括测试设备型号和测试信息变量；
10、所述测试信息变量包括：lvds信号、spi信号、电流信号、tc信号、rtd信号或干触点信号。本方案中电流信号为4-20ma。
11、进一步优化方案为，所述切换参数包括：地址域、功能码、启始地址h、启始地址l、寄存器数量h、寄存器数量l、字节数和板卡类型。
12、进一步优化方案为，所述对各传输通道配置驱动参数，包括方法：
13、对每个测试信号分配一个传输通道，并按照对应测试信号用十进制数配置传输通道的驱动参数，不同的测试信号的传输通道驱动参数配置不同的十进制数。
14、进一步优化方案为，所述fpga根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，包括方法：
15、fpga根据传输通道编号找到对应的传输通道，匹配驱动参数是否正确，当驱动参数正确时，驱动对应的传输通道。
16、本方案还提供基于fpga的核安全级dcs测试信号切换背板，用于实现上述的基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法，包括：
17、配置模块，用于对连接测试设备的各传输通道进行编号，并对各传输通道配置驱动参数；
18、采集模块，用于获取核安全级dcs的测试信号和传输通道编号；
19、切换模块，包括fpga，所述fpga根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，并将测试信号通过传输通道传输至测试设备。
20、进一步优化方案为，所述切换背板上设置有多个夹具槽位，每个夹具槽位内设置多个传输通道，用于传输一种或多种测试信息变量。
21、进一步优化方案为，所述切换背板上设置有电源控制模块，电源控制模块由一路24v直流电压输入，再由fpga控制向各夹具槽位供电。
22、进一步优化方案为，所述夹具槽位至少包括：第一槽位、第二槽位、第三槽位、第四槽位、第五槽位和第六槽位；
23、所述第一槽位用于多路lvds信号之间的切换，以实mc测试和ex测试；
24、所述第二槽位用于lvds信号、spi信号、电流信号、tc信号、rtd信号与干触点信号之间的切换，以实现io测试、com测试或pcom测试；
25、所述第三槽位、第四槽位、第五槽位和第六槽位用于对具有优先级的干触点信号、以及复合信号进行切换，以实现pm测试、pl测试和pips测试；
26、不同槽位之间通过fpga完成连接通讯。
27、进一步优化方案为，fpga通过rs485串口控制各夹具槽位的mos管实现各夹具槽位双路冗余上下电，或实现所有夹具槽位同步上下电。
28、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
29、1.本专利技术提供的基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法及背板；通过fpga根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，并将测试信号通过传输通道传输至测试设备，fpga只做信号的硬点切换而不进行协议解析；实现了核电厂安全级dcs系统各种测试信号的快速切换，解决了核电厂安全级dcs系统中基础模块检验时操作复杂信号切换环境种类繁多，检验效率低下的问题。
30、2.本专利技术提供的基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法及背板；基于fpga的切换方式将lvds信号、本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换方法，其特征在于，所述测试信号包括测试设备型号和测试信息变量；
3.根据权利要求2所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换方法，其特征在于，所述切换参数包括：地址域、功能码、启始地址H、启始地址L、寄存器数量H、寄存器数量L、字节数和板卡类型。
4.根据权利要求2所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换方法，其特征在于，所述对各传输通道配置驱动参数，包括方法：
5.根据权利要求3所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换方法，其特征在于，所述FPGA根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，包括方法：
6.基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换背板，其特征在于，用于实现权利要求2-5任意一项所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换方法，包括：
7.根据权利要求6所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换背板，其特征在于，所述切换背板上设置有多个夹具槽位，每个夹具槽位内设置多个传输通道，用于传输一种或多种测试信息变量。
8.根据权利要求7所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换背板，其特征在于，所述切换背板上设置有电源控制模块，电源控制模块由一路24V直流电压输入，再由FPGA控制向各夹具槽位供电。
9.根据权利要求8所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换背板，其特征在于，所述夹具槽位至少包括：第一槽位、第二槽位、第三槽位、第四槽位、第五槽位和第六槽位；
10.根据权利要求6所述的基于FPGA的核安全级DCS测试信号切换背板，其特征在于，FPGA通过RS485串口控制各夹具槽位的MOS管实现各夹具槽位双路冗余上下电，或实现所有夹具槽位同步上下电。
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【技术特征摘要】
1.基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法，其特征在于，所述测试信号包括测试设备型号和测试信息变量；
3.根据权利要求2所述的基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法，其特征在于，所述切换参数包括：地址域、功能码、启始地址h、启始地址l、寄存器数量h、寄存器数量l、字节数和板卡类型。
4.根据权利要求2所述的基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法，其特征在于，所述对各传输通道配置驱动参数，包括方法：
5.根据权利要求3所述的基于fpga的核安全级dcs测试信号切换方法，其特征在于，所述fpga根据驱动参数和传输通道编号驱动对应的传输通道，包括方法：
6.基于fpga的核安全级dcs测试信号切换背板，其特征在于，用于实现权利要求2-5任意一项所述的基于fp...
【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，刘浩，穆兰芬，蒋冬，周晨钰，邬清庭，刘芹，孙欣，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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