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。