一种实时状态监控与协同测控电路及方法与流程

本发明属于测试，具体涉及一种实时状态监控与协同测控电路及方法。

背景技术：

1、基于传统方法，微波集成电路测试机通常采用单微处理器与相关电路在分时操作系统及相关测控软件的支持下实现测试控制、测试数据分析处理以及与外设交互等测试主控功能。由于支撑软硬件并发工作的资源局限，基于传统方法的微波集成电路测试机只注重且优先保证的是实现测试功能，对于包含但不限于如微波集成电路测试机自身的各种状态实时监控(如温度、湿度、振动、连接锁定状态、故障自检、仪器工作状态等)以及产线应用场景所需要的多功能协同工作与快速响应(包含但不限于产线各种传感信息、机械传动的自动化控制、产线状态控制与信息交互等)等在内的实际应用需求功能，则通常采用分时及延时的响应与处理模式，难以有效满足产线的量产应用对于微波集成电路测试机更加稳定、高效、实时协同且适配产线应用场景的综合集成应用的相应测试需求。

2、根据实际应用的需求分析，基于传统方法的微波集成电路测试机的内部测控方法及架构存在如下不足：

3、(1)基于传统方法，微波集成电路测试机通常采用单微处理器与相关电路在分时操作系统及相关测控软件的支持下实现测试控制、测试数据分析处理以及与外设交互等测试主控功能，由于采用该方法的资源局限无法适应软硬件并发工作模式的需求，微波集成电路测试机只注重且优先保证的是实现测试功能，对于包含但不限于如微波集成电路测试机自身的各种状态实时监控(如温度、湿度、振动、连接锁定状态、故障自检、仪器工作状态等)以及产线应用场景所需要的多功能协同工作与快速响应(包含但不限于产线各种传感信息、机械传动的自动化控制、产线状态控制与信息交互等)等实际应用需求只能采用分时及延时的方式进行响应与处理，难以满足相关应用要求；

4、(2)基于传统方法，微波集成电路测试机通常采用的单微处理器与相关电路不能提供适应并发与实时工作模式所需求的资源支持，无法通过与相应软件的协同一体工作满足产线场景对于测试实时性以及测控功能的丰富性与交互能力等方面的更高要求，同时也难以将相应功能有效整合融入整个产线应用的自动化和信息化的综合化能力，无法满足测试工程领域的现实技术要求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种实时状态监控与协同测控电路及方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种实时状态监控与协同测控电路，包括时钟同步与定时电路、电源电路、嵌入式控制器电路、fpga处理电路、a/d转换电路、d/a转换电路、传感及信号调理电路、控制及驱动电路和接口电路；其中，

4、时钟同步与定时电路，被配置为用于为整个电路提供统一的时钟参考信号和精准的定时与同步信号，同时实现与微波集成电路测试机主控单元的测试功能、差异化外部设备之间的共时基及适应性触发同步功能；

5、电源电路，被配置为用于为整个电路提供所需的相应电源电压/电流；

6、嵌入式控制器电路，被配置为用于作为整个电路的控制中心；主要工作原理如下：a)与微波集成电路测试机的主控单元通过高速程控/数据总线实现信息交互，根据微波集成电路测试机的测试应用场景及其测控状态配置与要求，接受相应指令基于实时操作系统自主运行整个电路的实时状态监控与协同测控软件，并实现相应的实时状态监控与协同测控功能；b)通过高速程控/数据总线与“fpga处理电路”实现信息交互，控制其完成对内部状态监控单元的实时状态监控以及差异化外部设备单元的协同状态控制，并接收、处理其传送的实时状态监控与协同状态控制的相应反馈信息；c)经“接口电路”通过程控/数据总线与差异化外部设备单元具有程控功能的外部设备实现信息交互，并根据测试应用场景和需求的相关要求对其实现完成协同测控的相应程控功能；

7、fpga处理电路，被配置为用于作为整个电路的关键组成部分，主要工作原理如下：a)接收来自“嵌入式控制器电路”的控制指令，对微波集成电路测试机的内部状态监控单元的相应状态进行实时监控，对差异化外部设备单元的工作状态进行协同测控，并将相应实时状态监控与协同状态控制的反馈信息传送给“嵌入式控制器电路”进行处理；b)带有微波集成电路测试机的内部状态监控单元以及差异化外部设备单元相应状态信息的传感信号，分别经“接口电路”、“传感及信号调理电路”和“a/d转换电路”的相应信号传输、调理和数模转换后，由“fpga处理电路”接收经数模转换的数字信号并进行包括滤波、运算、判断在内的实时处理以得到微波集成电路测试机的内部状态监控单元以及差异化外部设备单元的相应状态信息，并与测试应用场景及其测控状态配置与要求进行实时比对，以便为实施相应控制与调整提供依据；c)根据获得的传感信息与测试应用场景及其测控状态配置与要求的实时比对结果产生测控所需的状态控制信号，传送给“d/a转换电路”进行包括模数转换、信号调理在内的实时处理，通过“控制及驱动电路”进行驱动放大和进一步信号调理以得到相应的状态控制驱动信号，并经“接口电路”传送给微波集成电路测试机的内部状态监控单元以及差异化外部设备单元的相应电路或设备以完成内部状态实时监控和差异化外部设备单元的协同测控；

8、a/d转换电路，被配置为用于进行数模转换；

9、d/a转换电路，被配置为用于进行模数转换；

10、传感及信号调理电路，被配置为用于经“接口电路”接收来自微波集成电路测试机的内部状态监控单元以及差异化外部设备单元的传感信号，对其进行实时采集和调理处理，并将处理后的信号经“a/d转换电路”数模转换后向“fpga处理电路”传送带有相应状态信息的数字信号以实现实时综合处理；

11、控制及驱动电路，被配置为用于接收经“d/a转换电路”模数转换后的来自“fpga处理电路”的控制响应输出信号，对其进行相应的信号转换或调理处理，并经“接口电路”将其传送至微波集成电路测试机的内部状态监控单元和差异化外部设备单元，以实现对微波集成电路测试机以及相关外部设备单元的实时控制及驱动功能；

12、接口电路，被配置为用于实现整个电路相应部分与微波集成电路测试机的内部状态监控单元以及差异化外部设备单元之间的包括实时状态监测、协同测控以及程控通信的传输、交互在内的接口功能。

13、此外，本发明还提到一种实时状态监控与协同测控方法，该方法采用如上所述的一种实时状态监控与协同测控电路，具体包括如下步骤：

14、步骤1：嵌入式控制器电路通过高速程控数据总线与微波集成电路测试机主控单元进行信息交互，接收其发来的测控状态配置与要求的相关指令，并根据这些指令要求，基于实时操作系统自主运行整个电路的实时状态监控与协同测控软件；

15、步骤2：嵌入式控制器电路运行实时状态监控与协同测控软件，通过接口电路与与差异化外部设备单元具有程控功能的外部设备实现信息交互，并根据测控状态配置与要求的相关指令对其实现协同测控的相应程控功能；

16、步骤3：嵌入式控制器电路运行实时状态监控与协同测控软件，通过高速程控/数据总线与“fpga处理电路”实现信息交互，控制其完成对内部状态监控单元的实时状态监控以及差异化外部设备单元的协同状态控制，并接收、处理其传送的实时状态监控与协同状态控制的相应反馈信息；

17、步骤4：通过高速程控数据总线，嵌入式控制器电路将实时状态监控与协同状态控制的相应反馈信息发送给微波集成电路测试机主控单元，实现与包括测试同步的环境、测控在内的状态信息获取和显示功能，以使测试数据的信息维度更加丰富全面，测试效果更加准确有效；

18、步骤5：当测试任务执行完成要进行下一个测试任务时(涉及可能出现的环境状态要求变化以及需要外部机械设备自动移取被测器件等多种复杂情况)，或者当前测试任务的实时状态或协同控制状态不正确时，微波集成电路测试机主控单元通过高速程控数据总线向嵌入式控制器电路发送相关指令，并重复上述步骤1-步骤4，直至按照测试应用场景的测试需求完成所有的测试任务。

19、本发明所带来的有益技术效果：

20、本发明提供一种适应量产应用场景的用于微波集成电路测试机的实时状态监控与协同测控电路及方法，可以使微波集成电路测试机在实现其测试功能的同时，实时监控其各种工作状态并及时实现交互响应，同时还能实现与不同产线应用差异化相关设备的通信交互和实时协同测控响应，有效解决基于传统方法的微波集成电路测试机无法满足产线场景对于测试实时性以及测控功能的丰富性与交互能力等方面提出更高要求的瓶颈问题，以通用化的方式提供适应量产应用场景的微波集成电路测试机的实时状态监控与协同测控的解决方案，最大限度地满足微波集成电路生产制造综合能力持续提升的相关应用需求和技术要求；

21、本发明方法能够有效解决微波集成电路测试机基于传统方法无法适应软硬件并发工作模式需求以及对内外部状态监控与协同的实时性和测控交互功能丰富性等瓶颈问题，突破传统微波集成电路测试机只注重实现测试功能的单一仪器功能及应用模式，面向微波集成电路生产制造的实际应用需求实现更加稳定、高效、实时协同且适配产线丰富应用场景的综合集成测控应用，满足实际应用需求对测试工程领域的现实技术要求，具有较好的通用性以及更丰富的综合应用功能和内涵价值。