VXI總線在通用裝備測試系統中的應用
vxi(vmebusextensionsforinstrumentation)總線技術是當今計算機測控技術發展的主流,也是自動檢測設備(ate)標準化技術的核心。vxi總線是一種真正的世界范圍內完全開放的總線標準,它具有標準開放、結構緊湊、數據吞吐能力強、模塊化等特點。以vxi技術為核心組建通和裝備的測試系統不當前裝備測試的首要選擇。
1測試系統硬件的組建
vxi總線測試系統是一種計算機控制的測試系統,一般由主計算機、vxi總線主機箱和vxi總線模塊組成。依據主計算機與系統的連接方式不同,系統可分為內嵌式和外掛式兩種。所謂內嵌式就是將一臺標準計算機集成在0槽模塊中,應用時只需接上鍵盤、顯示器、鼠標等設便可實現vxi控制。它具個有最小的物理尺寸,并與背板總線直接連接,可直接采用字串協議與vxi消息基設備進行通信,充分發揮了vxi總線的性能,但不能跟蹤pc機技術的發展,通常用于數據傳輸速率高和對測試系統空間尺寸要求高的場合。而外掛式,主計算機采用gpib(ieee488)或者mxi總線,通過安裝于計算機內部的gpib或mxi接口卡,完成對vxi總線、gpib總線中vme總線等儀器的控制。這種方式的優勢在于能夠隨著能愛畜計算機的發展而不斷更新控制平臺,還可以與gpib、vme總線儀器方便地構成混合測試系統。
目前國內許多單位擁有大量的gpib及vme總線儀器,而在某些領域內,面向被測對象還需用一些專用設備。所以考慮到經費的限制,只要條件(如體積、速度等)允許,就應當充利用這些現有資源;同時有些測試領域(如微波)的vxi產品開發種尚不夠多,還存在系統開發的因循漸進問題,所以一般情況下,我們應選擇vxi總線混合式測試系統。系統組建可按圖1所示的流程進行。
其中,測試需求分析和測試方法研究應在系統集成人員的協助下,由熟悉被測對象的專業人員來完成。這兩項研究的結果,直接影響到整個系統的簡繁程度和設計的合理性、先進性。應當在滿足測試要求的前提下,盡量選擇性能價格比好的產品。例如,在采集很窄的脈沖時,如果信號是可重復的,就沒有必要對采集模塊的采樣速率做出很高的要求,使用采集速度不太高的數字示波器在多周期里對其進行隨機采樣,就可以得到所需要的波形和各種參數。后面各項應由測試人員、專業人員配合系統集成人員共同完成。
除必不可少的專用設備外,所選設備應盡量通用化、標準化。主機箱和0槽模塊以及通用儀器模塊應以知名公司的成熟產品為主,這樣可以保證質量,性能價格比適中。對于主機箱,一般情況下應選擇普通主機箱;在對電磁兼容要求高的測試場合,應考慮選擇微波主機箱;車載、艦載等場合應當考慮選擇加固機箱。其它模塊可以在優先考慮適用、成熟而對信譽良好的vxi產品的前提下,根據實際情況,盡量利用原有的儀器資源。在將gpib儀器更換為vxi模件時,應選易后難、循序漸進。當系統測試有特殊要求時,為了降低價格、提高性能,也可自行設計模塊。
2測試系統軟件平臺的選擇
測試軟件是為有效地運用硬件系統資源、實現各種測控功能而提供的程序系統及有關資料的集合。測試軟件分為系統軟件和應用軟件。
系統軟件是指為充分發揮或擴充硬件交通而配置的軟件。vxi系統軟件按其層可分為與儀器打交道的底層軟件、中間層的儀器驅動軟件以及最高層的“軟面板”軟件;除此之外,屬消息基模塊的儀器還有相應的駐機軟件。這些軟件通常是由廠家提供的。由于vxi總線規范只規定了機械和總線的規范,沒有對軟件和語言作出規定,為了提高儀器驅動程序質量和兼容性,世界上主要的儀器生產廠家成立了vxiplugplay聯盟,規定了vxi軟件規范,即vpp規范,增加了系統的開放性和多個廠家的互換性。現在廠家提供的驅動器一般都是符合vpp規范的。
應用軟件是指用戶為解決采集、測試和控制等具體問題而編制的軟件。用戶在開發應用軟件時,軟件平臺的合理選擇對于包括vxi產品在內通用設備的應用開發具有重要的影響。除了windows下通用的編程環境外,目前比較流行的開發平臺有以下三種:
(1)ni公司的labwindows/cvi,它提供ansic編程環境,支持有圖形用戶接口的開發應用工作,支持vpp儀器驅動器。圖形用戶接口專門用于儀器控制器的設計,支持儀器驅動呂的交互式控制、軟件的操作執行等,用它開發符合vpp規范的儀器驅動器比較方便。
(2)ni公司的labview,它雖然不使用c語言,但有使用儀器驅動器dll的能力,支持vpp儀器驅動器。它支持圖形用戶接口的開發,是一種圖形化編程語言。
(3)hp公司的hpvee,它提供的儀器控制方式比較多,如使用scpi命令的directi/o方式和使用vpp儀器驅動器等;對于hp公司的儀器,還可以使用它提供的面板驅動器(paneldriver)。編程時它和labview相似,使用圖形化的編程工具,測試人員只需調出所使用儀器的圖標,輸入相關的條件和參數,并按測試流程將儀器連接起來就可完成編程工作。
此外,美國的tektronix、mantech和racal公司都已研制出基于圖形的軟件開發平臺。具體使用哪種軟件平臺,用戶可根據自己的需要和對軟件的熟悉程序來決定。如果采用的是混合式測試系統,應用于較簡單的測試任務、對測試速度要求不高時,可根據產品的廠家選用其中一種,采用相應的圖形編程,或者形和傳統編程語言混合編程;當測試任務較為復雜、對測試速度要求較高時,則可選用語言編程,如labwindows/cvi,或者選擇一種通用的windows平臺,如采用visualbasic或visualc++等語言編程開發。
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