多总线融合式通用自动测试系统设计
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。
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。
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。
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[0..19]是PC/104的10位地址总线;D[0..7]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。
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。
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IVI类仪器,只组建小型的测试系统,在软件设计时也可不配置IVI类驱动程序,当某一测试任务结束,如还有数据需要测试,则继续采集数据进行测试,否则结束此次测试,其软件测试流程图如图7所示。
对于不符合IVI类标准的仪器,不能够象符合IVI标准的仪器一样,在定义了逻辑名称之后,可以保证测试程序相对硬件的独立性。考虑到测试系统在使用一定年限后,可能会更换此类仪器,尤其是可能会更换不同公司的同一类仪器。为了减少对测试程序的修改量,把此类仪器的初始化程序以及需要完成的任务程序,以函数的形式按仪器封装在不同的动态链接库文件*.dll中。在具体的测试程序中,当需要对某仪器进行操作完成某项任务时,可根据需要调用相应动态链接库中的有关函数。当需要更换此类仪器时,如果原有的.dll文件中的函数不能够完成所需要的工作时,可以针对更换的仪器,保持原有的函数名称和参数不变,重新编写相关的程序,生成新的同名.dll文件。这样大量的测试程序可以不必重新编译,简化了升级工作。
3 应用实践
在某机载设备检测设备设计中采纳了本方案的设计思想和概念。为对测试系统整体性能进行评估,在系统软硬件集成后,对机载设备信号测试做实验,其中数字信号测试台是基本系统,主要包括PC/104计算机、PC/104-MXI接口适配器、VXI机箱、IVI类仪器、通用仪器等。测试结果如表1所示。
- CAN总线系统测试技术(05-11)
- 可以处理6.4Gbps以上数据率的创新型串行总线测试方法(06-23)
- 基于CAN总线的GaAs光电阴极制备测控系统(07-27)
- 基于LabVIEW的智能开关综合保护装置的数据获取与处理(03-09)
- 基于1一Wire总线的嵌入式测温系统设计(04-08)
- 单片机系统RAM的测试方法研究(07-12)