矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置及采用该装置实现开/关次数记录的方法

摘要

矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置及采用该装置实现开/关次数记录的方法，本发明涉及矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置及采用该装置实现开/关次数记录的方法。它是为了解决随着使用时间的增加继电器损坏的概率急剧上升和矩阵开关中继电器的电气寿命是有限的问题。本发明包括矩阵开关切换命令缓冲单元、矩阵开关切换命令译码单元、E

说明书

技术领域

本发明涉及一种矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置及采用该装置实现开/关次数记录的方法，属于自动测试领域。 

背景技术

矩阵开关是自动测试系统中信号传输和分配的中枢，借助矩阵开关系统的不同组态可以充分利用自动测试系统的有限资源，实现各种检测和激励信号的灵活利用，因此矩阵开关模块的可靠性将直接影响自动测试系统的稳定性。 

自动测试系统中的矩阵开关仪器通常使用继电器作为切换信号的矩阵开关，然而继电器矩阵开关的电气寿命是有限的，一般为10⁵次。随着使用次数的增加，继电器损坏的概率急剧增加。特别是在一些高可靠性的使用场合，对继电器的矩阵开关稳定性要求更高。 

发明内容

本发明的目的是为了解决随着使用时间增长继电器损坏的概率急剧增加和矩阵开关中继电器的电气使用寿命短的问题，设计了矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置及采用该装置实现开/关次数记录的方法。 

本发明所述的矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置，它包括矩阵开关切换命令缓冲单元、矩阵开关切换命令译码单元、E²PROM读写控制单元、计数缓冲单元、数据校验单元和串行E²PROM存储单元，所述的矩阵开关切换命令缓冲单元为先入先出存储器， 

矩阵开关切换命令译码单元的矩阵开关切换命令输入端连接缓冲单元的 切换命令输出端，所述矩阵开关切换命令译码单元的继电器编号输出端连接E²PROM读写控制单元的继电器编号输入端，所述E²PROM读写控制单元的串行数据读写端口连接串行E²PROM存储单元的串行数据读写端口，所述E²PROM读写控制单元的缓存数据读写端口连接计数缓冲单元的数据读写端口，数据校验单元的串行数据读写端口连接串行E²PROM存储单元的串行数据读写端口，所述数据校验单元的缓存数据读写端口连接计数缓冲单元的数据读写端口，所述数据校验单元的控制信号输出端连接E²PROM读写控制单元的重复写缓存控制信号输入端。 

基于上述矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置实现开/关次数记录的方法，它包括下述步骤： 

步骤一、E²PROM读写控制单元将串行E²PROM存储单元中存储的继电器已开/关数据读到计数缓冲单元中，所述继电器已开/关数据包括继电器编号及每个编号对应的开/关次数； 

步骤二、矩阵开关切换命令译码单元检测矩阵开关切换命令缓冲单元是否为空，直到所述开关切换命令缓冲单元为非空时，执行步骤三； 

步骤三、矩阵开关切换命令译码单元读取矩阵开关切换命令缓冲单元中的一条命令，并对该条命令进行解析获得该命令对应的继电器编号，然后将该继电器编号写入E²PROM读写控制单元； 

步骤四、E²PROM读写控制单元根据所述继电器编号读取计数缓冲单元中对应的继电器的已开/关次数，并将该已开/关次数值加一，然后将加一之后的已开/关次数值写入串行E²PROM存储单元中替换原数据，同时还将加一之后的已开/关次数值写入计数缓冲单元中替换原数据； 

步骤五、数据校验单元同时读取步骤四中写入串行E²PROM存储单元和计数 缓冲单元中的开/关次数，并判断所述两个开/关次数是否相同，判断结果为是，则数据存储正确，返回执行步骤二，判断结果为否，则数据存储错误，执行步骤六； 

步骤六、数据校验单元控制E²PROM读写控制单元重复执行步骤四中所述的向串行E²PROM存储单元写入已开/关次数值的步骤。 

本发明提出的矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置及采用该装置实现开/关次数记录的方法，可对矩阵开关模块中全部继电器的开/关的动作次数进行实时、准确的记录。为使用者合理选择信号通道提供了科学的依据。通过读取每个继电器动作次数，避免使用动作次数较多的继电器信号路径，降低了继电器损坏的概率，使每个继电器的使用均衡化，保证了矩阵开关模块工作的持续稳定性，达到了延长继电器矩阵开关电气使用寿命的目的。 

附图说明

图1为采用本发明所述的矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置实现开/关次数记录的方法的流程图，图2为矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置的原理框图，其中A表示执行矩阵开关切换命令。 

具体实施方式

具体实施方式一、本实施方式所述的矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置包括矩阵开关切换命令缓冲单元1、矩阵开关切换命令译码单元2、E²PROM读写控制单元3、计数缓冲单元4、数据校验单元5和串行E²PROM存储单元6，所述的矩阵开关切换命令缓冲单元1为先入先出存储器， 

矩阵开关切换命令译码单元2的矩阵开关切换命令输入端连接缓冲单元1的切换命令输出端，所述矩阵开关切换命令译码单元2的继电器编号输出端连接E²PROM读写控制单元3的继电器编号输入端，所述E²PROM读写控制单 元3的串行数据读写端口连接串行E²PROM存储单元6的串行数据读写端口，所述E²PROM读写控制单元3的缓存数据读写端口连接计数缓冲单元4的数据读写端口，数据校验单元5的串行数据读写端口连接串行E²PROM存储单元6的串行数据读写端口，所述数据校验单元5的缓存数据读写端口连接计数缓冲单元4的数据读写端口，所述数据校验单元5的控制信号输出端连接E²PROM读写控制单元3的重复写缓存控制信号输入端。 

具体实施方式二、本实施方式与实施方式一的不同之处在于：矩阵开关切换命令缓冲单元1是深度为2×N、宽度为N的存储单元，所述矩阵开关切换命令缓冲单元1用于缓存已执行的矩阵开关切换命令，其中，N等于矩阵开关模块中的继电器的行数。 

具体实施方式三、本实施方式所述的是采用具体实施方式一所述的矩阵开关模块中继电器开/关次数实时记录装置实现开/关次数记录的方法，它包括下述步骤： 

步骤一、E²PROM读写控制单元3将串行E²PROM存储单元6中存储的继电器已开/关数据读到计数缓冲单元4中，所述继电器已开/关数据包括继电器编号及每个编号对应的开/关次数； 

步骤二、矩阵开关切换命令译码单元2检测矩阵开关切换命令缓冲单元1是否为空，直到所述开关切换命令缓冲单元1为非空时，执行步骤三； 

步骤三、矩阵开关切换命令译码单元2读取矩阵开关切换命令缓冲单元1中的一条命令，并对该条命令进行解析获得该命令对应的继电器编号，然后将该继电器编号写入E²PROM读写控制单元3； 

步骤四、E²PROM读写控制单元3根据所述继电器编号读取计数缓冲单元4中对应的继电器的已开/关次数，并将该已开/关次数值加一，然后将加一之后的 已开/关次数值写入串行E²PROM存储单元6中替换原数据，同时还将加一之后的已开/关次数值写入计数缓冲单元4中替换原数据； 

步骤五、数据校验单元5同时读取步骤四中写入串行E²PROM存储单元6和计数缓冲单元4中的开/关次数，并判断所述两个开/关次数是否相同，判断结果为是，则数据存储正确，返回执行步骤二，判断结果为否，则数据存储错误，执行步骤六； 

步骤六、数据校验单元5控制E²PROM读写控制单元3重复执行步骤四中所述的向串行E²PROM存储单元6写入已开/关次数值的步骤。 

本发明为提高矩阵开关模块稳定的持续工作的能力，提出一种在线记录矩阵开关模块中继电器开/关次数的装置及方法，可以保证模块在非突发断电的情况下对板上继电器的开/关次数进行准确可靠的记录。作为矩阵开关模块的附加功能，继电器开/关次数记录单元只在继电器处于开/关动作状态时工作，其它时刻处于挂起状态，因此其独立于继电器开/关控制单元，可以保证数据记录的准确性，并具有良好的移植性。本法明中的E²PROM需独立的元器件支持或共享仪器中已有的E²PROM，而其它功能单元可在仪器的可编程器件中实现。 

在开/关动作次数记录单元内部开辟一个深度为2×N、宽度为N与矩阵开关切换命令码相同的矩阵开关切换命令缓冲单元，用于缓存已执行过的矩阵开关切换命令，其中，N为矩阵开关的行数。缓冲区为一个先入先出队列，队首的命令最先进入命令译码单元中。深度为2×N可以保证矩阵开关的每行继电器都进行一次打开和闭合操作，从而避免缓冲区溢出。 

矩阵开关切换命令译码单元2实时监测矩阵开关切换命令缓冲单元1的状态，当矩阵开关切换命令缓冲单元1非空时，矩阵开关切换命令译码单元2将矩阵开关切换命令缓冲单元1队首的命令读出，通过对矩阵开关切换命令的解析， 译出该命令对应的继电器编号，并将其送入E²PROM读写控制单元3。 

E²PROM读写控制单元3直接对串行E²PROM存储单元6进行读写操作。模块上电时，E²PROM读写控制单元3从串行E²PROM存储单元6中将全部继电器的已开/关次数读到计数缓冲单元4中；模块正常工作时，E²PROM读写控制单元3根据命令译码单元译出的继电器编号，从计数缓冲单元4中读出该继电器的已开/关次数，然后将该数值加一后写入对应的串行E²PROM存储单元6中，同时计数缓冲单元4对应的数值亦加一。 

计数缓冲单元4用于缓存每个继电器的已开/关次数，该次数与串行E²PROM存储单元6中对应继电器的已开/关次数相同，这不仅可以避免每次从串行E²PROM存储单元6读出数据消耗大量的时间，同时也可用于数据校验，当写入串行E²PROM存储单元6中的数据发生错误时，计数缓冲单元4中的数据可以作为出错重写的依据。 

每次更新串行E²PROM存储单元6和计数缓冲单元4中的数值后，数据校验单元同时读取串行E²PROM存储单元6和计数缓冲单元4中的对应继电器的开/关次数，如果两个数据相同，则本次继电器开/关次数存储成功，否则再次启动E²PROM读写控制单元3进行数据写入操作，直到继电器开/关次数存储成功为止。