基于PC104的通用自动测试系统设计

在PC／104主机部分设计多种总线转接口，按照多种转接口的设计，不仅可以组建VXI和PXI测试系统，还可以组建其他总线式测试系统，只需配置相应的总线转接口即可。

组建方案5：总线控制是未来发展的趋势，在PC／104主机部分配以总线接口等，可直接利用总线与PC／104主机直接连接，实施通讯，可以是外接式，也可以直接嵌入系统，实现系统内测试，节约了开发成本，也适应了未来的发展需要，体现了系统的开放性。

组建方案6：通过PC／104上的LAN口连接服务器，接入网络，也可设计接口卡，使多台PC／104主机通过光纤通信，实现分布式测试和网络化，达到远程采集、控制的目的。

1.2.2 基本工作原理

PC／104计算机通过GPIB或MXI总线对VXI／PXI机箱实施控制，完成测试任务。通过编译在PC／104计算机上的IVI类驱动程序实现对某一类IVI仪器的控制。根据不同的信号和激励，可选择不同的IVI类仪器，如示波器、数字多用表、任意波形／函数发生器、功率表等，被测对象返回的激励信号较多时，通过转接箱完成对信号的调理、转换和预处理后送入VXI／PXI机箱，再配合程控电源、信号发生器、波谱分析仪等在内的台式仪器，或者加入PXI设备，完成整个测试过程。

该基本型能够适应多种测试需求，从以上各方案中可以得出在以此基本型建立自动测试系统时，可加入总线，也可不配置总线建立小型测试系统，基于此基本型建立测试系统方法如图2所示。

图2 测试系统建立

1.3 转接口设计

要实现PC／104主机与外界的通讯，转接口的设计是其中非常重要的环节之一。而在本方案中PC／104总线转MXI总线接口的设计好坏是关乎着整个系统能否实现高速测试的关键。复杂可编程逻辑器件（CPLD）几乎适用于所有的阵列和各种规模的数字集成电路，它以其编程方便、集成度高、速度快、价格低等特点越来越受到设计者的欢迎。转接口的设计采用CPLD即可完成要求。接口设计方案如图3所示。

图3 系统结构示意图

通过对PC／104总线和所选总线的时序、信号、地址、数据等方面的需求分析，用CPLD设计接口模块，实现总线握手和数据传输功能。C-PLD部分电路原理如图4所示。

图4 C-PLD部分电路

PC／104使用的总线资源主要是I／O控制和中断，具体信号如下：A[019]是PC／104的10位地址总线；D[07]是PC／104的8位双向数据总线；IOR，IOW分别是总线I／O端口读、写信号；AEN是允许DMA控制地址总线、数据总线和读写命令线进行DMA传输以及对存储器和I／O设备的读写；IOCHRDY是I／O就绪信号，I／O通道就绪为高；SYSCLK是系统时钟信号，使系统与外部设备保持同步；IRQ3是中断信号。PC104部分电路原理如图5所示。

图5 PC104部分电路原理

1）数据传输（PC／104→MXI） PC／104需要传送数据时，PC／104置位AEN信号，通过发送地址与数据总线向CPLD发送数据，此时IOW引脚置低电平（有效）。当CPLD接收到正确数据后，驱动MXIbus的地址选通信号AS，获取地址信息后，再驱动MXI的数据选通信号DS，置位读写信号WR取走数据，通过MXI的应答信号DTACK来判断数据是否传输完毕，完毕则发送下一个数据，MXIbus采用的是地址数据总线复用形式。

2）数据传输（MXI→PC／104） 当MXI向CPLD传送数据时，置位AS，驱动数据选通信号DS，并且WR有效，发送数据。CPLD收到数据后，通过IRQ3向PC／104发送中断申请，PC／104收到中断信号后，首先置位AEN，然后IOR变低电平，从CPLD寄存器口地址读取数据。

2 系统软件设计

2.1 软件开发环境

由于本方案在仪器选择上以符合IVI规范的仪器的为主，所以在软件选择上应以利于IVI类仪器驱动开发为根本。IVI类仪器驱动开发的软件也比较多，如Labview、Labwindows／CVI等。因Labwindows／CVI是为测试控制技术而开发的，是基于标准C语言的编程工具，而且其在面板、界面、代码生成方面都比较便利，包含*.dll动态链接库，配有IVI控制库，其中包含了IVI仪器驱动程序的开发向导，可以为开发仪器驱动器节省大量的时间。所以软件开发工具宜选择Labwindows／CVI。

2.2 软件基本结构

软件方案应主要包括3个部分：测试程序，接口程序，IVI类驱动程序。测试程序主要完成测试的基本要求以及设备自检，其主要功能应包括：系统管理、资源配置、自检校准、接口查询、数据处理等。接口程序功能应有：信息存储、信号转接、仪器控制、通道选择、结果判定等。IVI类驱动程序按其规范有：仪器驱动、特定驱动、兼容驱动、定制驱动和IVl类驱动。其功能结构如图6所示。

图6 软件功能结构图

软件测试过程中包括IVI程序配置、系统配置、数据采集、数据存储等，如在系统中不需要IV