本技術(shù)涉及互通信，尤其涉及一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置。

背景技術(shù)：

1、差分信號(hào)傳輸因其具備高穩(wěn)定性、高抗干擾性、長(zhǎng)距離通信、高速率、低誤碼率等顯著特征，故該傳輸方式被廣泛應(yīng)用于底層各類(lèi)通信芯片、通信接口以及通信裝置等，如以太網(wǎng)、usb、rs485、rs422、can等接口通信，除可用于正常通信接口數(shù)據(jù)交互之作用外，差分信號(hào)還可單方向傳輸用于驅(qū)動(dòng)某些不以數(shù)據(jù)雙向交互傳輸為目的的特殊應(yīng)用。

2、差分信號(hào)傳輸主要有靜態(tài)差分信號(hào)和動(dòng)態(tài)非歸零掃描式差分信號(hào)兩種傳輸方式，實(shí)際應(yīng)用大多以前者方式居多，動(dòng)態(tài)非歸零掃描式差分信號(hào)傳輸一般常見(jiàn)于單方向傳輸驅(qū)動(dòng)某些特定對(duì)象的場(chǎng)景應(yīng)用?？梢?jiàn)，差分信號(hào)在電子技術(shù)領(lǐng)域的重要性和地位不言而喻，從底層視野開(kāi)展對(duì)差分信號(hào)的逆向解碼分析、研究顯得尤為重要和迫切，從信號(hào)底層的逆向思維角度來(lái)看，若想對(duì)特定差分信號(hào)進(jìn)行逆向解碼分析，傳統(tǒng)方式直接采用與該差分信號(hào)技術(shù)特征、屬性一致的集成式差分信號(hào)通信收發(fā)驅(qū)動(dòng)芯片，通過(guò)后端cpu/mcu模塊收發(fā)數(shù)據(jù)分析，或者借助示波器專(zhuān)業(yè)儀器以人工的方式對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行分析；前者雖可滿(mǎn)足對(duì)差分信號(hào)數(shù)據(jù)編解碼分析的需求，但只適合分析與該芯片匹配的特定屬性的差分信號(hào)，即僅限于單一差分信號(hào)通信場(chǎng)景，而且還未真正意義上觸及到差分信號(hào)的最底層逆向分析，對(duì)于最底層的差分信號(hào)實(shí)際傳輸特征仍然存在分析盲點(diǎn)；后者采用示波器的分析方式，雖已觸及到差分信號(hào)的最底層，但大多靠人工肉眼分析，存在分析效率低、難度大、出錯(cuò)率高等不足之處，雖有不少?gòu)S商提供示波器數(shù)據(jù)通信解碼選件支持，但很難覆蓋不同技術(shù)特征、技術(shù)屬性的差分信號(hào)，尤其是動(dòng)態(tài)非歸零掃描式差分信號(hào)的逆向分析基本都不支持。因此，為解決上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的主要目的是提出一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，采用低功耗設(shè)計(jì)，以側(cè)信道零干擾旁路監(jiān)聽(tīng)的介入方式，在不影響、不干擾被測(cè)對(duì)象的前提下，對(duì)動(dòng)態(tài)非歸零掃描式差分信號(hào)傳輸方式進(jìn)行逆向解碼分析，并即時(shí)將解碼后的數(shù)據(jù)輸出，同時(shí)保存至本地存儲(chǔ)內(nèi)部。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其中，所述基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼分析裝置包括：mcu模塊電路、io驅(qū)動(dòng)緩沖電路、高速光電隔離放大電路、差分信號(hào)旁路采集接口、模擬開(kāi)關(guān)電路、外部flash存儲(chǔ)電路和電源/uart；所述模擬開(kāi)關(guān)電路的輸出端與差分信號(hào)旁路采集接口的輸入端電性連接，所述差分信號(hào)旁路采集接口的輸出端與高速光電隔離放大電路的輸入端連接，所述高速光電隔離放大電路的輸出端分別與io驅(qū)動(dòng)緩沖電路和模擬開(kāi)關(guān)電路的輸入端電性連接，所述io驅(qū)動(dòng)緩沖電路的輸出端與mcu模塊電路的輸入端連接，所述mcu模塊電路的輸出端與模擬開(kāi)關(guān)電路的輸入端電性連接；所述外部flash存儲(chǔ)電路和電源/uart均與mcu模塊電路電性連接。

3、優(yōu)選方案之一，所述模擬開(kāi)關(guān)電路包括差分信號(hào)s端模擬開(kāi)關(guān)電路；所述差分信號(hào)s端模擬開(kāi)關(guān)電路用于根據(jù)mcu模塊電路的驅(qū)動(dòng)指令動(dòng)態(tài)掃描選擇監(jiān)測(cè)分析制定差分si0-si7信號(hào)通道。

4、優(yōu)選方案之一，所述模擬開(kāi)關(guān)電路包括差分信號(hào)com端模擬開(kāi)關(guān)電路；所述差分信號(hào)com端模擬開(kāi)關(guān)電路的輸入端與差分信號(hào)s端模擬開(kāi)關(guān)電路的輸出端電性連接，所述差分信號(hào)com端模擬開(kāi)關(guān)電路的輸出端與差分信號(hào)旁路采集接口的輸入端電性連接；所述差分信號(hào)com端模擬開(kāi)關(guān)電路用于根據(jù)mcu模塊電路的驅(qū)動(dòng)指令動(dòng)態(tài)掃描選擇監(jiān)測(cè)分析指定差分com0-com7信號(hào)通道。

5、優(yōu)選方案之一，所述差分信號(hào)旁路采集接口采用側(cè)信道旁路方式接入。

6、優(yōu)選方案之一，所述差分信號(hào)旁路采集接口支持至少8通道差分com信號(hào)。

7、優(yōu)選方案之一，所述差分信號(hào)旁路采集接口支持至少8通道差分si信號(hào)。

8、優(yōu)選方案之一，所述高速光電隔離放大電路采用達(dá)林頓結(jié)構(gòu)。

9、優(yōu)選方案之一，所述高速光電隔離放大電路設(shè)有至少四路光耦隔離電路；所述光耦隔離電路包括光耦u6；所述光耦u6的1引腳與電阻r13連接，所述光耦u6的3引腳與電阻r14連接，所述電阻r13和電阻r14的另一端與差分信號(hào)旁路采集接口連接；所述光耦u6的2、4引腳均與模擬開(kāi)關(guān)電路連接；所述光耦u6的5、7引腳接地；所述光耦u6的6引腳分別與電阻r4以及io驅(qū)動(dòng)緩沖電路連接，所述電阻r4的另一端與電源端連接；所述光耦u6的8引腳分別與電阻r3以及io驅(qū)動(dòng)緩沖電路連接，所述電阻r3的另一端與電源端連接。

10、優(yōu)選方案之一，所述io驅(qū)動(dòng)緩沖電路設(shè)有至少四路緩沖轉(zhuǎn)換電路；所述緩沖轉(zhuǎn)換電路包括mos管q3和mos管q4；所述mos管q3的柵極與高速光電隔離放大電路連接，所述mos管q3的漏極分別與電阻r19以及mcu模塊電路連接，所述電阻r19的另一端與電源端連接；所述mos管q3的源極接地；所述mos管q4的柵極與高速光電隔離放大電路連接，所述mos管q4的漏極分別與電阻r20以及mcu模塊電路連接，所述電阻r20的另一端與電源端連接。

11、優(yōu)選方案之一，所述基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼分析裝置還包括上電復(fù)位電路；所述上電復(fù)位電路的輸出端與mcu模塊電路的輸入端電性連接；所述上電復(fù)位電路包括電阻r2和電容c9；所述電阻r2的一端與電源端連接，所述電阻r2的另一端分別與電容c9和mcu模塊電路連接，所述電容c9的另一端接地。

12、本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案中，該基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼分析裝置包括：mcu模塊電路、io驅(qū)動(dòng)緩沖電路、高速光電隔離放大電路、差分信號(hào)旁路采集接口、模擬開(kāi)關(guān)電路、外部flash存儲(chǔ)電路和電源/uart；所述模擬開(kāi)關(guān)電路的輸出端與差分信號(hào)旁路采集接口的輸入端電性連接，所述差分信號(hào)旁路采集接口的輸出端與高速光電隔離放大電路的輸入端連接，所述高速光電隔離放大電路的輸出端分別與io驅(qū)動(dòng)緩沖電路和模擬開(kāi)關(guān)電路的輸入端電性連接，所述io驅(qū)動(dòng)緩沖電路的輸出端與mcu模塊電路的輸入端連接，所述mcu模塊電路的輸出端與模擬開(kāi)關(guān)電路的輸入端電性連接；所述外部flash存儲(chǔ)電路和電源/uart均與mcu模塊電路電性連接。本實(shí)用新型集成了高速模擬矩陣開(kāi)關(guān)和高速光耦隔離動(dòng)態(tài)掃描信號(hào)放大技術(shù)，以側(cè)信道零干擾旁路監(jiān)聽(tīng)的介入方式，在不影響、不干擾被測(cè)對(duì)象正常工作的前提下，可深入差分信號(hào)最底層對(duì)其進(jìn)行逆向解碼分析，可支持對(duì)動(dòng)態(tài)非歸零掃描式差分信號(hào)傳輸方式進(jìn)行逆向解碼分析，同時(shí)還支持將分析解碼后的數(shù)據(jù)保存在本地flash，以便后期數(shù)據(jù)導(dǎo)出分析。

技術(shù)特征：

1.一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，包括：mcu模塊電路、io驅(qū)動(dòng)緩沖電路、高速光電隔離放大電路、差分信號(hào)旁路采集接口、模擬開(kāi)關(guān)電路、外部flash存儲(chǔ)電路和電源/uart；所述模擬開(kāi)關(guān)電路的輸出端與差分信號(hào)旁路采集接口的輸入端電性連接，所述差分信號(hào)旁路采集接口的輸出端與高速光電隔離放大電路的輸入端連接，所述高速光電隔離放大電路的輸出端分別與io驅(qū)動(dòng)緩沖電路和模擬開(kāi)關(guān)電路的輸入端電性連接，所述io驅(qū)動(dòng)緩沖電路的輸出端與mcu模塊電路的輸入端連接，所述mcu模塊電路的輸出端與模擬開(kāi)關(guān)電路的輸入端電性連接；所述外部flash存儲(chǔ)電路和電源/uart均與mcu模塊電路電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述模擬開(kāi)關(guān)電路包括差分信號(hào)s端模擬開(kāi)關(guān)電路；所述差分信號(hào)s端模擬開(kāi)關(guān)電路用于根據(jù)mcu模塊電路的驅(qū)動(dòng)指令動(dòng)態(tài)掃描選擇監(jiān)測(cè)分析制定差分si0-si7信號(hào)通道。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述模擬開(kāi)關(guān)電路包括差分信號(hào)com端模擬開(kāi)關(guān)電路；所述差分信號(hào)com端模擬開(kāi)關(guān)電路的輸入端與差分信號(hào)s端模擬開(kāi)關(guān)電路的輸出端電性連接，所述差分信號(hào)com端模擬開(kāi)關(guān)電路的輸出端與差分信號(hào)旁路采集接口的輸入端電性連接；所述差分信號(hào)com端模擬開(kāi)關(guān)電路用于根據(jù)mcu模塊電路的驅(qū)動(dòng)指令動(dòng)態(tài)掃描選擇監(jiān)測(cè)分析指定差分com0-com7信號(hào)通道。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述差分信號(hào)旁路采集接口采用側(cè)信道旁路方式接入。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述差分信號(hào)旁路采集接口支持至少8通道差分com信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述差分信號(hào)旁路采集接口支持至少8通道差分si信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述高速光電隔離放大電路采用達(dá)林頓結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述高速光電隔離放大電路設(shè)有至少四路光耦隔離電路；所述光耦隔離電路包括光耦u6；所述光耦u6的1引腳與電阻r13連接，所述光耦u6的3引腳與電阻r14連接，所述電阻r13和電阻r14的另一端與差分信號(hào)旁路采集接口連接；所述光耦u6的2、4引腳均與模擬開(kāi)關(guān)電路連接；所述光耦u6的5、7引腳接地；所述光耦u6的6引腳分別與電阻r4以及io驅(qū)動(dòng)緩沖電路連接，所述電阻r4的另一端與電源端連接；所述光耦u6的8引腳分別與電阻r3以及io驅(qū)動(dòng)緩沖電路連接，所述電阻r3的另一端與電源端連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述io驅(qū)動(dòng)緩沖電路設(shè)有至少四路緩沖轉(zhuǎn)換電路；所述緩沖轉(zhuǎn)換電路包括mos管q3和mos管q4；所述mos管q3的柵極與高速光電隔離放大電路連接，所述mos管q3的漏極分別與電阻r19以及mcu模塊電路連接，所述電阻r19的另一端與電源端連接；所述mos管q3的源極接地；所述mos管q4的柵極與高速光電隔離放大電路連接，所述mos管q4的漏極分別與電阻r20以及mcu模塊電路連接，所述電阻r20的另一端與電源端連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，其特征在于，所述基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼分析裝置還包括上電復(fù)位電路；所述上電復(fù)位電路的輸出端與mcu模塊電路的輸入端電性連接；所述上電復(fù)位電路包括電阻r2和電容c9；所述電阻r2的一端與電源端連接，所述電阻r2的另一端分別與電容c9和mcu模塊電路連接，所述電容c9的另一端接地。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)一種基于光電隔離的動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)側(cè)信道解碼裝置，包括MCU模塊電路、IO驅(qū)動(dòng)緩沖電路、高速光電隔離放大電路、差分信號(hào)旁路采集接口、模擬開(kāi)關(guān)電路、外部FLASH存儲(chǔ)電路和電源/UART；模擬開(kāi)關(guān)電路與差分信號(hào)旁路采集接口電性連接，差分信號(hào)旁路采集接口與高速光電隔離放大電路電性連接，高速光電隔離放大電路分別與IO驅(qū)動(dòng)緩沖電路和模擬開(kāi)關(guān)電路電性連接，IO驅(qū)動(dòng)緩沖電路與MCU模塊電路連接，MCU模塊電路與模擬開(kāi)關(guān)電路電性連接；外部FLASH存儲(chǔ)電路和電源/UART均與MCU模塊電路電性連接。本技術(shù)以側(cè)信道零干擾旁路監(jiān)聽(tīng)介入方式，在不干擾被測(cè)對(duì)象前提下，對(duì)動(dòng)態(tài)非歸零差分信號(hào)傳輸方式進(jìn)行逆向解碼分析，即時(shí)將解碼后數(shù)據(jù)保存至本地存儲(chǔ)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙亞平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南底網(wǎng)安全信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240524
技術(shù)公布日：2025/1/9