一种基于磁隔离技术的dsp仿真器的制造方法
一种基于磁隔离技术的dsp仿真器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变压器电力制造领域，尤其涉及一种基于磁隔离技术的DSP仿真器。
【背景技术】
[0002]JTAG:JTAG是英文“Joint Test Act1n Group(联合测试行为组织)”的词头字母的简写，主要应用于:电路的边界扫描测试和可编程芯片的在线系统编程。标准JTAG接口主要包括:
[0003]TCK——测试时钟输入；
[0004]TDI——测试数据输入，数据通过TDI输入JTAG口 ；
[0005]TD0——测试数据输出，数据通过TD0从JTAG口输出；
[0006]TMS——测试模式选择，TMS用来设置JTAG 口处于某种特定的测试模式。
[0007]TRST——测试复位，输入引脚，低电平有效。
[0008]TI公司的14-Pin JTAG接口在标准的JTAG基础上添加了一些ΤΙ公司私有的引脚:
[0009]PD(Vcc)--目标板上电检测输入；
[0010]TCK_Ret——TCK时钟返回输入；
[0011]EMU0——模式选择输入1;
[0012]EMU1——模式选择输入2。
[0013]DSP:Digital Signal Processor，数字信号处理器，一类用于高速数字运算的处理器。
[0014]磁隔离:是基于芯片级变压器的隔离技术。iCoupler磁耦隔离器是基于芯片尺寸变压器的磁親合器，与传统光親合器中米用的发光二极管(LED)和光电二极管不同，iCoupler磁隔离技术通过采用晶圆级工艺直接在片上制作变压器。iCoupler磁隔离可以在低成本条件下实现多通道及其他功能集成。
[0015]上位机PC通过USB接口与仿真器相连接，仿真器与目标板相连接，由于目标板可能处于电磁干扰比较严重情况，目标板可能带有大量静电荷，由于仿真器与目标板相连，两者共地，因此设备上的静电可能通过JTAG电缆传递到上位机的USB接口，并将上位机USB烧坏，使目标板不能继续仿真或程序烧写。
[0016]带有DSP芯片的目标板，会大量应用于变频器、光伏逆变器等电力电子装置中，这些装置在调试过程中，主回路上的高电压有可能通过目标板传递到JTAG仿真器，进而将与JTAG仿真共地链接的上位机的USB接口过压击穿，使目标板不能继续仿真或程序烧写。
[0017]在使用早期型号DSP芯片的目标板，HKVcc)——目标板上电检测输入引脚会接入5V电源，因此会将仿真器中的3.3V电源供电的CPLD芯片的10过压击穿，损坏仿真器。
【发明内容】
[0018]本发明的目的就是针对以上技术问题，设计出一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，用于上位机对包含TI公司DSP、ARM和MP430单片机的目标板进行仿真调试与程序下载的隔离性JTAG仿真器。
[0019]本发明的技术问题主要通过下述技术方案得以解决:
[0020]一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，包括USB接口芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD、基于磁隔离技术的数字隔离器、隔离电源模块、JTAG连接器以及TVS稳压电路组成，其特征在于上位机与USB芯片相连，USB芯片与CPLD芯片相连，CPLD芯片通过数字隔离器与JTAG接口相连。
[0021]进一步，本发明DSP仿真器通过隔离电源模块将USB输入电压经过隔离后，再向磁隔离芯片供电，合理选择隔离电源模块，输出隔离电压可达3000VDC。
[0022]进一步，本发明DSP仿真器通过USB接口芯片与上位机软件进行通信，USB接口芯片将上位机发送过来的、经过封装的USB串行数据流转换为宏指令输出给CPLD，在CPLD中按照预设的解析协议，解析宏指令产生JTAG控制信号。
[0023]进一步，本发明DSP仿真器通过基于磁隔离技术的数字隔离器将CPLD输出的JTAG信号与输出到目标板之间的JTAG信号隔离，合理选择磁隔离的数字隔离器，其隔离电压可达2500Vrmso
[0024]进一步，本发明DSP仿真器通过TVS稳压电压降JTAG接口的目标板上电信号进行稳压，并限制在3.3V，防止此信号将磁隔离芯片的10 口过压损坏。
[0025]本发明的有益效果是:本发明设计的隔离型仿真器可以对TI的DSP芯片、ARM芯片和MP430单片机进行仿真和程序下载，对目标板JTAG信号支持2500V的隔离电压，可以起到对上位PC机的隔离保护作用，可广泛用于上述芯片的应用场合，特别是针对高压电力自动化设备控制系统中上述芯片的仿真调试，具有安全可靠、使用便捷的特点。
【附图说明】
[0026]图1是本发明基于磁隔离技术的DSP仿真器系统框图。
【具体实施方式】
[0027]下面通过实施例，并结合附图1，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0028]一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，主要包括:
[0029]USB接口芯片，用于将上位机与该隔离仿真器中的复杂可编程逻辑器件CPLD芯片相连。举例假设目标芯片为某TI DSP芯片，上位机将CCS编程软件产生的目标下载文件串行数据流，通过USB接口芯片将其转换为8位的并行数据流，该8位并行数据流为最终产生DSP控制信号的宏指令。可采用型号为FT2232HIL的USB接口芯片。
[0030]复杂可编程逻辑器件CPLD，通过在CPLD芯片中预设特定的解析协议，将8位的并行数据流转换为10信号，该信号即为DSP JTAG接口控制信号。可采用型号为X2C32AVQ44的CPLD芯片。
[0031]基于磁隔离技术的数字隔离器，数字隔离器可根据不同JTAG接口的输入输出属性，将CPLD输出的JTAG信号与输出到目标板之间的JTAG信号隔离，合理选择磁隔离的数字隔离器，其隔离电压可达2500Vrms。可采用型号为ADUM1400CRWZ的磁隔离芯片。
[0032]隔离电源模块，将USB输入电压经过隔离后，再向磁隔离芯片供电，合理选择隔离电源模块，输出隔离电压可达3000VDC。可采用型号为IB0503XT-1WR2的隔离电源模块。
[0033]TVS稳压管将JTAG接口的目标板上电信号进行稳压，并限制在3.3V，防止此信号将磁隔离芯片的10口，过压损坏。此处设置TVS管还考虑到在早期如TMS320F2812芯片应用时，标准14pin JTAG接口的第5pin为目标板上电检测输入信号，该信号通常会接入5V电源，容易将仿真器中CPLD芯片3.3V供电的10口过压击穿，从而损坏仿真器。添加TVS稳压管可防止仿真器在目标板上电时刻损坏。
[0034]本实施例只是本发明示例的实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述【具体实施方式】所描述的方法或结构，因此前面描述的方式只是优选方案，而并不具有限制性的意义，凡是依本发明所作的等效变化与修改，都在本发明权利要求书的范围保护范围内。
【主权项】
1.一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，包括USB芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD芯片、基于磁隔离技术的数字隔离器、隔离电源模块、JTAG连接器以及TVS稳压电路组成，其特征在于:上位机与USB芯片相连，USB芯片与CPLD芯片相连，CPLD芯片通过数字隔离器与JTAG连接器其接口相连。2.根据权利要求1所述的一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，其特征在于:所述DSP仿真器通过隔离电源模块向磁隔离芯片供电，其隔离电压为3000VDC。3.根据权利要求1所述的一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，其特征在于:所述DSP仿真器通过USB芯片与上位机软件进行通信，USB芯片将上位机发送指令过来、经过封装的USB串行数据流转换为宏指令输出给CPLD，CPLD则用来读取USB芯片输出的宏指令，解析宏指令产生JTAG控制信号。4.根据权利要求1所述的一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，其特征在于:所述DSP仿真器通过基于磁隔离技术的数字隔离器将CPLD输出的JTAG信号与输出到目标板之间的JTAG信号隔离，其隔离电压为2500Vrms。5.根据权利要求1所述的一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，其特征在于:所述DSP仿真器通过TVS稳压电压降JTAG接口的目标板上电信号进行稳压，并限制在3.3V，防止此信号将磁隔离芯片的10 口过压损坏。
【专利摘要】本发明涉及变压器电力制造领域，尤其涉及一种基于磁隔离技术的DSP仿真器。包括USB芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD芯片、基于磁隔离技术的数字隔离器、隔离电源模块、JTAG连接器以及TVS稳压电路组成，其特征在于：上位机与USB芯片相连，USB芯片与CPLD芯片相连，CPLD芯片通过数字隔离器与JTAG连接器其接口相连。本发明设计的隔离型仿真器可以对TI的DSP芯片、ARM芯片和MP430单片机进行仿真和程序下载，对目标板JTAG信号支持2500V的隔离电压，可以起到对上位PC机的隔离保护作用，可广泛用于上述芯片的应用场合，特别是针对高压电力自动化设备控制系统中上述芯片的仿真调试，具有安全可靠、使用便捷的特点。
【IPC分类】G05B17/02
【公开号】CN105487404
【申请号】CN201510847143
【发明人】郭巍, 骆皓, 曹阳, 朱剑峰, 朱泓, 詹熙, 周红永
【申请人】江苏宏宝电子有限公司, 南京工程学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月28日
【技术领域】
[0001]本发明涉及变压器电力制造领域，尤其涉及一种基于磁隔离技术的DSP仿真器。
【背景技术】
[0002]JTAG:JTAG是英文“Joint Test Act1n Group(联合测试行为组织)”的词头字母的简写，主要应用于:电路的边界扫描测试和可编程芯片的在线系统编程。标准JTAG接口主要包括:
[0003]TCK——测试时钟输入；
[0004]TDI——测试数据输入，数据通过TDI输入JTAG口 ；
[0005]TD0——测试数据输出，数据通过TD0从JTAG口输出；
[0006]TMS——测试模式选择，TMS用来设置JTAG 口处于某种特定的测试模式。
[0007]TRST——测试复位，输入引脚，低电平有效。
[0008]TI公司的14-Pin JTAG接口在标准的JTAG基础上添加了一些ΤΙ公司私有的引脚:
[0009]PD(Vcc)--目标板上电检测输入；
[0010]TCK_Ret——TCK时钟返回输入；
[0011]EMU0——模式选择输入1;
[0012]EMU1——模式选择输入2。
[0013]DSP:Digital Signal Processor，数字信号处理器，一类用于高速数字运算的处理器。
[0014]磁隔离:是基于芯片级变压器的隔离技术。iCoupler磁耦隔离器是基于芯片尺寸变压器的磁親合器，与传统光親合器中米用的发光二极管(LED)和光电二极管不同，iCoupler磁隔离技术通过采用晶圆级工艺直接在片上制作变压器。iCoupler磁隔离可以在低成本条件下实现多通道及其他功能集成。
[0015]上位机PC通过USB接口与仿真器相连接，仿真器与目标板相连接，由于目标板可能处于电磁干扰比较严重情况，目标板可能带有大量静电荷，由于仿真器与目标板相连，两者共地，因此设备上的静电可能通过JTAG电缆传递到上位机的USB接口，并将上位机USB烧坏，使目标板不能继续仿真或程序烧写。
[0016]带有DSP芯片的目标板，会大量应用于变频器、光伏逆变器等电力电子装置中，这些装置在调试过程中，主回路上的高电压有可能通过目标板传递到JTAG仿真器，进而将与JTAG仿真共地链接的上位机的USB接口过压击穿，使目标板不能继续仿真或程序烧写。
[0017]在使用早期型号DSP芯片的目标板，HKVcc)——目标板上电检测输入引脚会接入5V电源，因此会将仿真器中的3.3V电源供电的CPLD芯片的10过压击穿，损坏仿真器。
【发明内容】
[0018]本发明的目的就是针对以上技术问题，设计出一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，用于上位机对包含TI公司DSP、ARM和MP430单片机的目标板进行仿真调试与程序下载的隔离性JTAG仿真器。
[0019]本发明的技术问题主要通过下述技术方案得以解决:
[0020]一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，包括USB接口芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD、基于磁隔离技术的数字隔离器、隔离电源模块、JTAG连接器以及TVS稳压电路组成，其特征在于上位机与USB芯片相连，USB芯片与CPLD芯片相连，CPLD芯片通过数字隔离器与JTAG接口相连。
[0021]进一步，本发明DSP仿真器通过隔离电源模块将USB输入电压经过隔离后，再向磁隔离芯片供电，合理选择隔离电源模块，输出隔离电压可达3000VDC。
[0022]进一步，本发明DSP仿真器通过USB接口芯片与上位机软件进行通信，USB接口芯片将上位机发送过来的、经过封装的USB串行数据流转换为宏指令输出给CPLD，在CPLD中按照预设的解析协议，解析宏指令产生JTAG控制信号。
[0023]进一步，本发明DSP仿真器通过基于磁隔离技术的数字隔离器将CPLD输出的JTAG信号与输出到目标板之间的JTAG信号隔离，合理选择磁隔离的数字隔离器，其隔离电压可达2500Vrmso
[0024]进一步，本发明DSP仿真器通过TVS稳压电压降JTAG接口的目标板上电信号进行稳压，并限制在3.3V，防止此信号将磁隔离芯片的10 口过压损坏。
[0025]本发明的有益效果是:本发明设计的隔离型仿真器可以对TI的DSP芯片、ARM芯片和MP430单片机进行仿真和程序下载，对目标板JTAG信号支持2500V的隔离电压，可以起到对上位PC机的隔离保护作用，可广泛用于上述芯片的应用场合，特别是针对高压电力自动化设备控制系统中上述芯片的仿真调试，具有安全可靠、使用便捷的特点。
【附图说明】
[0026]图1是本发明基于磁隔离技术的DSP仿真器系统框图。
【具体实施方式】
[0027]下面通过实施例，并结合附图1，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0028]一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，主要包括:
[0029]USB接口芯片，用于将上位机与该隔离仿真器中的复杂可编程逻辑器件CPLD芯片相连。举例假设目标芯片为某TI DSP芯片，上位机将CCS编程软件产生的目标下载文件串行数据流，通过USB接口芯片将其转换为8位的并行数据流，该8位并行数据流为最终产生DSP控制信号的宏指令。可采用型号为FT2232HIL的USB接口芯片。
[0030]复杂可编程逻辑器件CPLD，通过在CPLD芯片中预设特定的解析协议，将8位的并行数据流转换为10信号，该信号即为DSP JTAG接口控制信号。可采用型号为X2C32AVQ44的CPLD芯片。
[0031]基于磁隔离技术的数字隔离器，数字隔离器可根据不同JTAG接口的输入输出属性，将CPLD输出的JTAG信号与输出到目标板之间的JTAG信号隔离，合理选择磁隔离的数字隔离器，其隔离电压可达2500Vrms。可采用型号为ADUM1400CRWZ的磁隔离芯片。
[0032]隔离电源模块，将USB输入电压经过隔离后，再向磁隔离芯片供电，合理选择隔离电源模块，输出隔离电压可达3000VDC。可采用型号为IB0503XT-1WR2的隔离电源模块。
[0033]TVS稳压管将JTAG接口的目标板上电信号进行稳压，并限制在3.3V，防止此信号将磁隔离芯片的10口，过压损坏。此处设置TVS管还考虑到在早期如TMS320F2812芯片应用时，标准14pin JTAG接口的第5pin为目标板上电检测输入信号，该信号通常会接入5V电源，容易将仿真器中CPLD芯片3.3V供电的10口过压击穿，从而损坏仿真器。添加TVS稳压管可防止仿真器在目标板上电时刻损坏。
[0034]本实施例只是本发明示例的实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述【具体实施方式】所描述的方法或结构，因此前面描述的方式只是优选方案，而并不具有限制性的意义，凡是依本发明所作的等效变化与修改，都在本发明权利要求书的范围保护范围内。
【主权项】
1.一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，包括USB芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD芯片、基于磁隔离技术的数字隔离器、隔离电源模块、JTAG连接器以及TVS稳压电路组成，其特征在于:上位机与USB芯片相连，USB芯片与CPLD芯片相连，CPLD芯片通过数字隔离器与JTAG连接器其接口相连。2.根据权利要求1所述的一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，其特征在于:所述DSP仿真器通过隔离电源模块向磁隔离芯片供电，其隔离电压为3000VDC。3.根据权利要求1所述的一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，其特征在于:所述DSP仿真器通过USB芯片与上位机软件进行通信，USB芯片将上位机发送指令过来、经过封装的USB串行数据流转换为宏指令输出给CPLD，CPLD则用来读取USB芯片输出的宏指令，解析宏指令产生JTAG控制信号。4.根据权利要求1所述的一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，其特征在于:所述DSP仿真器通过基于磁隔离技术的数字隔离器将CPLD输出的JTAG信号与输出到目标板之间的JTAG信号隔离，其隔离电压为2500Vrms。5.根据权利要求1所述的一种基于磁隔离技术的DSP仿真器，其特征在于:所述DSP仿真器通过TVS稳压电压降JTAG接口的目标板上电信号进行稳压，并限制在3.3V，防止此信号将磁隔离芯片的10 口过压损坏。
【专利摘要】本发明涉及变压器电力制造领域，尤其涉及一种基于磁隔离技术的DSP仿真器。包括USB芯片、复杂可编程逻辑器件CPLD芯片、基于磁隔离技术的数字隔离器、隔离电源模块、JTAG连接器以及TVS稳压电路组成，其特征在于：上位机与USB芯片相连，USB芯片与CPLD芯片相连，CPLD芯片通过数字隔离器与JTAG连接器其接口相连。本发明设计的隔离型仿真器可以对TI的DSP芯片、ARM芯片和MP430单片机进行仿真和程序下载，对目标板JTAG信号支持2500V的隔离电压，可以起到对上位PC机的隔离保护作用，可广泛用于上述芯片的应用场合，特别是针对高压电力自动化设备控制系统中上述芯片的仿真调试，具有安全可靠、使用便捷的特点。
【IPC分类】G05B17/02
【公开号】CN105487404
【申请号】CN201510847143
【发明人】郭巍, 骆皓, 曹阳, 朱剑峰, 朱泓, 詹熙, 周红永
【申请人】江苏宏宝电子有限公司, 南京工程学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月28日
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