| 一、设备概述 卫星接口仿真测试平台基于6U CPCI的结构，包含信号接口前板、后板，计算机主板、机箱、电源等硬件。硬件设计包括：信号接口前板、后板（直接遥测遥控、串行RS422、LVDS，模拟量输出，指令接收、多功能卡）。板卡软件包括FPGA应用软件、PCI驱动、应用接口软件开发。板卡使用工业级芯片。设备室内工作使用。 仿真测试平台功能要求如下： | 名称 | 单板能力 | 数量 | 单卡要求 | | 直接遥控遥测卡 | 32射随 48模拟 | 1 | 32路直接指令输出:
O 特性:射随输出
O 指令电压: 30V
O 驱动电流:≥400mA
O指令宽度: 1~255ms可设，默认80ms
48路模拟量采集。 | | RS422串行数据处理卡 | 24 | 1 | 1M时钟接口:发送端，2路:
秒脉冲接口:发送端，8路:
秒脉冲接口:接收端，24 路:
四线制ML接口:发送端，2路，码速率为256×1024bps. | | 直接指令接收卡 | 128 | 2 | 开关指令接口: 接收端，不小于128路，设置为正脉冲；
O特性:24~
O吸收电流：≤5mA
O检测宽度: 1~65535mA | | RS422串行数据处理卡 | 8 | 1 | 上行遥控接口: 发送端，8路，码速率2000bps、4000bps、 8000bps,64000bps可调。(SMU 使用8路，主备分开)
上行遥控接口: 接收端，8路，码速率2000bps、4000bps、 8000bps,64000bps可调。 | | 多功能测试卡 | 80 | 1 | 开关指令接口：接收端，不小于80路，设置为正脉冲；
三线ML接口：接收端，6路；
三线DS接口：发送端，6路； | | 多功能测试卡 | 8 | 1 | 5路下行遥测接收，RS422接口，输入信号: 时钟、数据，速率支持4096,8192, 16384， 32768, 65536bps 可变，速率可独立切换。 | | 威图4U高度
6U背板CPCI
工控机 | | 1 | 以太网网卡接口，处理器性能不低于i5,内存不小于8G, WindowsXP或Win7操作系统 |
二、测试平台硬件设计 基于6U CPCI架构，通过CPCI计算机主板的PCI接口来驱动不同的功能板卡。功能板卡为FPGA的前板和后板构成，主要包括2种前板和若干后板。 前板： 
可选择后板： | 序号 | 类别-型号 | 照片 | 参数 | | 1 | 模拟量输出板卡
TPR-DA-01 | 
| 16位D/A转换精度，16通道电压输出，输出范围：+/- 10V，转换速率25V/us，建立时间2us | | 2 | 同步模拟量采集卡TPR-AI-02 | 
| 16通道并行模拟量采集，16位分辨率
每8通道一组，整组支持配置为电压采集或电流采集
电压采集：精度0.1%（F.S.），范围-10V～+10V（可客制-30V～+30V）
采样率：200kHz
电流采集：精度0.1%（F.S.），范围-20mA～+20mA（可客制-100mA～+100mA） | | 3 | 高精度模拟量采集卡
TPR -AI-03 | 
| 通道数：8
耦合方式：直流
输入模式：差分
最高采样率：10kSa/s
分辨率：24bits
输入量程：±0.05V、±0.1V、±1V、±10V
直流精度：1V及以上：±0.01%+0.5mV
1V以下：±0.01%+2uV | | 4 | 模拟量输出卡
TPR -AO-04 | 
| 8通道独立电压输出和8通道独立电流输出
16位D/A分辨率
电压输出范围：+10V～-10V
电流输出范围：0～20mA
电流输出精度：0.05%（F.S.）
电压输出精度：0.1%（F.S.）
电压输出压摆率：0.5V/uS
电流输出压摆率：1.4mA/uS | | 5 | 模拟量输出卡(隔离)
TPR -AO-05 | 
| 16通道电流输出
输出端与cPCI背板电源系统隔离
16位D/A分辨率
单极电流输出范围：0～20mA
电流输出精度0.05%（F.S.） | | 6 | 直接遥控遥测卡
TPR_DTC_DTM_V2.0 | 
| 32路直接指令输出:
（1）特性:射随输出
（2）指令电压: 30V
（3）驱动电流:≥400mA
（4）指令宽度: 1~255ms可设，默认80ms
48路模拟量采集：
（1）采集精度：5mV
（2）采集端口输入阻抗不小于1MΩ
正常测量电压范围：0~5.1V | | 7 | 时统及秒脉冲卡
TPR_MF_07 | 
| 2路1M时钟接口:发送端
8路 秒脉冲接口:发送端
24路 秒脉冲接口:接收端2路四线制ML接口:发送端，码速率为256×1024bps | | 8 | 直接指令接收卡
TPR_MF_06_V2.0 | 
| 128路开关指令接口: 接收端，设置为正脉冲
（1）特性:24~48V输入
（2）吸收电流：≤5mA
检测宽度: 1~65535mA | | 9 | RS422串行数据处理卡
TPR_MF_07 | 
| 8路上行遥控接口: 发送端
码速率2000bps、4000bps、8000bps、64000bps可调
8路上行遥控接口: 接收端码速率2000bps、4000bps、8000bps、64000bps可调 | | 10 | 多功能测试卡
TPR_MF_03_1.0 | 
| 80路开关指令接口：接收端，设置为正脉冲
3路三线ML接口：接收端3路三线DS接口：发送端 | | 11 | 多功能测试卡
TPR_MF_07 | 
| 8路下行遥测接收：
（1）RS422接口
（2）输入信号: 时钟、数据
速率支持4096,8192,16384，32768,65536bps可变，速率可独立切换 | | 12 | 模拟量输出卡
TPR_AN192_05 | 
| 192路通道电压输出（软件可配）：
（1）输出范围: 0V~5. 1V
（2）输出阻抗:≤50Ω
（3）分辨率: 1.5mV
（4）精度: ±5mV
更新时间: <50ms | | 13 | 16路LVDS视频输出卡
TPR_LVDS16_13 | 
| （1）16路LVDS输出；
（2）支持4路视频。 | | 14 | 一路输出，4路输入 Base Camera link
TPR_LVDS16_14 | 
| （1）1路Base Camera Link输出
（2） 4路Base Camera Link输入
（3）支持工业级芯片 | | 15 | 2路Full Camera link输出卡 | 
| （1） 2路Full Camera Link输入，8Byte
（2）支持uart，CC信号
（3）支持2路千兆网RJ45
（4）支持工业级芯片 | | 16 | LVDS和复合视频输入卡 | 
| （1） 1路base Camera Link输入；
（2）1路base Camera Link输出
（3）1路复合视频输入
（4）1路复合视频输出
（5） 4路千兆网RJ45
（6）支持工业级芯片 | 三、软件开发 3.1 硬件及软件设计开发环境 ● 硬件原理图开发工具为Candence16.6 Capture， ● 硬件PCB开发工具为Candence16.6 Allegro。 ● FPGA为 Xilinx公司器件，Altera公司器件，使用Verilog语言编程。 ● FPGA Xilinx 软件版本ISE9.2；ISE14.7；Altera公司 Qults9.0 ● 客户端软件开发：visual Studio2017，windrive10.21 QT5 .1
| 序号 | 软件版本 | 用途 | 备注 | | 1 | ISE14.7 | 开发FPGA（Xilinx） | | | 2 | ISE9.0 | 开发FPGA（Xilinx） | | | 3 | Quartus II9.0 | 开发FPGA（Altera） | | | 4 | visualStudio2017 | 客户端开发 | | | 5 | WinDriver 10.21 | 客户端开发 | 暂定 | | 6 | Qt5.12.9 | 客户端开发 | | | 7 | Everything | 文件查找 | | | 8 | Office2013 | 文档编辑 | | | 9 | Viso2013 | 文档编辑 | | | 10 | Adobe Acrobat 9 Pro | PDF阅读软件 | | | 11 | notepad++ | 编辑软件 | |
3.2软件功能及软件界面 3.2.1软件功能 工控机板卡驱动程序通过DLL文件方式向上层应用软件提供可调用的接口函数。各测试客户机板卡在工控机运行，应具有配套的软件。软件功能包括： a.通过网络连接主控计算机，接收主控计算机指令，完成数据通信，控制板卡完成各项分系统测试功能； b.在不连接网络情况下，可本地操作完成各项测试功能，支持设备完成校准功能。 3.2.2上位机界面 （1）脉冲输出功能：指定通道输出脉冲，脉宽可设。指令接口负载提供两条专用输入线：一是指令信号线；二是指令回线，指令信号线提供28V±1V 的指令脉冲，脉冲持续时间为80±10ms。可发送射极输出正脉冲或集电极输出负脉冲 
图3.1 直接指令输出接口测试图 （2）脉冲接收功能：显示对应通道脉冲的接收时间及脉冲宽度，可接收射极输出正脉冲或集电极输出负脉冲 图3.2 秒脉冲接收接口测试图 （3）数据发送与接收功能：串行数字指令接口用于在输出端设备和接收端设备间以串行的方式传输数据。串行数字指令传输的是自定义长度（8*Nbits，N=1～64）的串行数据，其输出接口由门控信号（GATE_WRITE），时钟信号（DATA_CLK）和输出数据（DATA_OUT）组成。 图3.3 DS数据输出接口测试图 图3.4 ML数据接收接口测试软件图 （4）模拟量输出功能：192通道电压输出（可设置输出电压范围0~5.1V） 图3.5 模拟量输出接口测试软件图 （5）模拟量采集功能：48通道模拟量电压采集（采集范围0~5.1V，采集精度5mV） | 
