基于CPLD的电源板性能检测系统优化论述

陶俊 吴杰 孙阳

摘要：现代化社会背景下，为切实满足电源板性能的检测工作，提高电源板工作性能，确保电源板可靠性，需要与时俱进，不断优化电源板性能检测系统。基于此，本文提出了一种基于CPLD的电源板性能检测系统优化设计方案，以电源板性能测试系统优化设计的重要性为切入点，简单介绍了CPLD控制器的优点及应用优势，并对系统软硬件设计进行了分析。

关键词：CPLD;电源板;性能检测;系统优化

一、电源板性能检测系统优化的重要性

电源板属于产品生产中的短板部件，生产任务重的情况下，电源板上的关键器件又是外购件，暂时不可替换。据相关测试显示，7%左右的整机出现过无法预料的不能正常启动情况，经过专业技术人员分析鉴定，是电源板上安装的DC/DC电源模块出现性能问题，理论上可通过示波器以及可编程电源人为观察筛选出质量不合格产品，将供电电源进行开启15秒，关闭6秒的操作方式，重复这一步骤500次，观察记录电源板是否有跌落的方法，从而将不合格产品筛选出来，但是示波器和可编程电源价格昂贵，无法实现大批量购买，而且人为观察需要生产人员高度集中注意力，容易出现视觉疲劳而造成结果误差，所以为满足生产需求，需优化电源板性能检测系统，保证生产质量和效率。

二、CPLD控制器

CPLD是一种新型集成电路，在数字化生产研发中具有明显优势，CPLD的应用可以解决很多生产设计中的问题。

（一）集成度较高

CPLD的单片内部包含数十万个晶体管，并且随着我国社会发展及制造工艺的进步，晶体管数量仍会持续不断提高，CPLD的高集成度可以在单片内部实现较为复杂的功能，从而为生产性能奠定良好基础。

（二）速度较快

CPLD速度非常快，CPLD的应用可以完全忽略生产中的延时问题，有效提高生产效率及质量。

（三）逻辑组合功能较强

在设计电源板性能检测系统时，需要很多逻辑电路来实现片选、隔离、增加驱动等功能，而CPLD内部包含很多门电路、触发器以及连线资源等，完全符合电源板性能测试系统设计需求，为电源板性能测试系统优化提供基础条件。

（四）丰富的I/O资源

电源板性能测试系统设计中，需要大量的I/O口，比如开关量输入、保护与信号输出、信号复归、液晶接口、工作状态指示以及AD转换等回路的控制，CPLD拥有丰富的I/O资源，一般只需要选取单个中等规模的器件，便可满足电源板性能测试系统优化设计需求。

（五）方便修改完善

电源板性能检测系统设计中，经常会因各种问题需要修改设计，而CPLD可重复编程的特点使整个设计只要在外部连线定义确定的情况下，便可以边调试边修改完善不需要重新制作电路板，有效提高了工作效率。

（六）较强保密性

常规芯片在保护硬件的时候具有较强透明性，不利于技术保密，而CPLD可以提供很好保密手段，让设计者可以通过芯片内部实现功能需要而不外现，并且很多CPLD自身带有加密位置可以有效防止内部逻辑设计泄露。

基于CPLD的电源板性能检测系统设计，不仅可以节约大量设计研发时间，缩短研制周期，还可以有效节约研发成本，并提高测试系统可靠性。CPLD是由逻辑阵列块多接口布线池、全局信号树、用户储存块、多电压内核以及IO接口组成，其中主要由逻辑阵列块完成逻辑功能。

三、优化系统测试需求分析

（一）供电分析

1、电源板为主板提供5V直流DC/DC电源。

2、电源板为显示屏提供12V直流DC/DC电源。

（二）可行性分析

据上文所说，影响整机启动可靠性的主要原因是供电DC/DC电源模块性能瓶颈造成的，为优化电源模块性能，可通过电源板性能检测系统测试，查找故障模块，并及时解决问题，为后续生产任务提供保障，提高生产质量。

四、优化总体设计

在进行电源板启动测试过程中，可以控制显示屏电源的供电，同时辅以示波器配合观察输出电压的变化情况，如果出现整机无法启动的现象，通过观察显示屏电源电压的变化趋势，分析差距，从而找到解决方法。

（一）硬件优化设计

电源板性能检测系统硬件主要由MOS控制器CPLD，控制器，按键显示报警器，采样以及示波器构成，如下图所示：

（二）软件优化设计

电源板性能检测系统，的软件为verilog，语言编程，检测系统整体主要由change16-10、key_funcmod、dxdc、smg_basemod，四部分组成，具体结构图如下所示：

软件优化设计过程中，应全面考虑电源板检测系统的完整性要求、自动化程度要求以及测试扫描速度要求。

结束语：

综上所述，电源板性能检测系统，主要采用模块化设计，测试到整机异常工作状态的关键原因是电源板上的电源模块DC/DC性能不稳定。针对此，文中从硬件设计及软件设计两方面提出电源板性能检测系统优化设计方案，其中硬件部分主要用于控制输入电源及输出电压;软件部分主要采用verilog语言编程，具有对电源板输入电源、输出电压、报警暂停及是否通过测试的指示功能。

参考文献

[1]胥猛. 基于CPLD的电源板性能检测系统设计[J]. 电子设计工程， 2019， 27（07）：124-127.

[2]臀猛， 宋昌隆， 蒲韜，等. 基于CPLD的双电源控制器设计[J]. 电子设计工程， 2018， 26（021）：161-164.

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