摘要：針對某兩種計算機(jī)模塊的測試需求，組建及開發(fā)了基于VXI總線的某計算機(jī)模塊測試設(shè)備和測試系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)采用VXI總線實(shí)現(xiàn)多串口通信，對底層測量儀器的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，從而快速、準(zhǔn)確地得到各種參數(shù)，并將結(jié)果保存，方便后期數(shù)據(jù)查詢。通過自動測試和交互測試2種方式可以對模塊各個部分進(jìn)行全面測試。該測試設(shè)備的研制對實(shí)現(xiàn)某計算機(jī)模塊大批量生產(chǎn)的快速檢測，提高模塊參數(shù)的測量精度和效率，對返修件定位提供了有利工具。

關(guān)鍵詞：VXI；GPIB；自動測試；測試系統(tǒng)

中圖分類號：TN91934文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004373X（2012）18004703

引言

在某飛控計算機(jī)CPU模塊和某導(dǎo)引頭計算機(jī)微處理器模塊的調(diào)試排故中，遇到了專用測試設(shè)備測試不全面以及自動化程度低等問題，急需開發(fā)新設(shè)備，以滿足測試需求。VXI總線系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化以及優(yōu)良的交互操作性，易于使用且具高可靠等優(yōu)勢，是公認(rèn)的21世紀(jì)儀器總線系統(tǒng)和自動測試系統(tǒng)的優(yōu)秀平臺，因此2種模塊的自動化測試設(shè)備是基于VXI總線的虛擬儀器技術(shù)開發(fā)的。本文主要從硬件設(shè)計、軟件設(shè)計及測試方法3方面介紹這套自動測試系統(tǒng)的架構(gòu)。

1系統(tǒng)硬件組成及設(shè)計

整套測試設(shè)備由VXI測試設(shè)備、外圍輔助設(shè)備和適配器組成。構(gòu)成示意圖如圖1所示。

VXI測試設(shè)備包括外置式PC機(jī)（內(nèi)置1394卡、GPIB卡）、VXI總線主機(jī)箱、VXI標(biāo)準(zhǔn)測試模塊。這部分主要完成系統(tǒng)的顯示、測試控制與管理。主機(jī)箱安放在測試機(jī)柜中部，VXI標(biāo)準(zhǔn)測試模塊安插在主機(jī)箱中。主機(jī)箱通過其0槽模塊（HPE8491B）的IEEE1394接口與PC機(jī)的內(nèi)置1394卡連接（專用電纜）。

外圍輔助設(shè)備包括示波器、程控電源和朝陽電源，其中示波器可測量接口輸出信號的特性，朝陽電源為適配器供電，程控電源為被測件供電。示波器安放在測試機(jī)柜上部，程控電源安放在測試機(jī)柜下部，分別通過各自的GPIB接口與PC機(jī)的內(nèi)置GPIB卡連接（專用電纜）；朝陽電源通過電源輸出線與主適配器相連。

適配器主要完成測試信號的緩沖、隔離、驅(qū)動及信號連接等功能。適配器由一個主適陪器和一個子適配器組成。主適配器采用VPC實(shí)現(xiàn)，形成測試機(jī)箱的對外標(biāo)準(zhǔn)接口。子適配器實(shí)現(xiàn)主適陪器的標(biāo)準(zhǔn)接口與各種被測模塊之間的連接。子適配器完成對總線和控制信號進(jìn)行緩沖、驅(qū)動、隔離、特性匹配等功能。利用一個子適配器，可以對飛控計算機(jī)CPU模塊和導(dǎo)引頭計算機(jī)微處理器模塊這2種被測模塊進(jìn)行測試。

測試設(shè)備運(yùn)行于實(shí)驗室環(huán)境，測試軟件運(yùn)行于Windows2000操作系統(tǒng)平臺之上，采用LabWindowsCVI作為開發(fā)工具。LabWindowsCVI開發(fā)環(huán)境功能強(qiáng)大，且使用靈活的C語言平臺與用于數(shù)據(jù)采集、分析和顯示的工具庫有機(jī)地結(jié)合起來，具有集成開發(fā)平臺、交互式編程方法、功能面板和函數(shù)庫等特點(diǎn)，它為設(shè)計人員建立自動測試系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的靈活性。測試程序采用工程PROJECT管理，用戶可以選擇任意一項或多項循環(huán)/或非循環(huán)測試、測試記錄、測試狀態(tài)顯示、測試結(jié)果打印等。

對模塊的測試包括自動測試和交互測試2種，在自動測試方式下，測試程序自動檢查適配器的正確性，并提示檢查結(jié)果。測試程序自動執(zhí)行各項測試，每項的測試內(nèi)容詳細(xì)地顯示在測試狀態(tài)窗口中。在交互測試方式下，用戶可以選擇指定測試項目進(jìn)行測試，同時系統(tǒng)也提供對各種儀器的直接操作進(jìn)行交互測試。該軟件完成的主要功能有：硬件初始化、定義被測件的信號名稱以及測試序列、進(jìn)行測試以及對測試結(jié)果進(jìn)行處理并得出測試結(jié)論、測試結(jié)果記錄或打印。測試軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3測試方法

該測試系統(tǒng)可完成對某飛控計算機(jī)CPU模塊的測試和某導(dǎo)引頭微處理器模塊的測試2部分，主要驗證被測試模塊各局部電路功能的正確性。因為測試算法比較全面，分類細(xì)致，故對模塊故障可以準(zhǔn)確的定位，保證測試的覆蓋率。

3.1CPU芯片測試

通過駐留BIT程序，執(zhí)行其BIT測試程序?qū)δK的CPU芯片進(jìn)行測試，將測試結(jié)果存入RAM的固定單元，待測試設(shè)備讀取。測試設(shè)備得到總線控制權(quán)，通過模擬CPU芯片的總線時序，對RAM的固定單元（測試結(jié)果）進(jìn)行讀出操作，確認(rèn)CPU的正確性。

對程序存儲器（ROM）的測試可以采取全程比較的方法。該項測試，要求提供與ROM內(nèi)容一致的磁盤文件作為測試依據(jù)。測試設(shè)備對ROM進(jìn)行讀操作，并將讀得的數(shù)據(jù)與磁盤文件數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行比較，判定ROM本身的正確性。采用此種測試方法，優(yōu)點(diǎn)是可以把故障定位到ROM的某個（些）具體單元地址，為維修和故障分析提供參考。

3.3數(shù)據(jù)存儲器測試

對數(shù)據(jù)存儲器（RAM）采用全0、全1、典型數(shù)據(jù)5555、AAAA及在地址單元中寫相應(yīng)地址值的方法進(jìn)行讀寫比較測試。采用此種測試方法的優(yōu)點(diǎn)是不但可以把故障定位到RAM的具體單元，還可以判斷出被測試模塊地址總線和數(shù)據(jù)總線的錯誤類型（短路、開路）。

3.4外部（圍）接口數(shù)據(jù)通路測試

在子適配器中，設(shè)計了一個存儲器子模塊，可模擬外部（圍）接口存儲器，由CPU芯片訪問。

在進(jìn)行該項測試時，由測試設(shè)備通過模擬CPU芯片總線時序，對子適配器的模擬外部（圍）接口存儲器單元依次進(jìn)行讀寫操作，以此判定模塊外部（圍）接口數(shù)據(jù)通路的正確性。

測試方法與RAM相同，采用全0、全1、典型數(shù)據(jù)5555、AAAA及在地址單元中寫相應(yīng)地址值的方法進(jìn)行讀寫比較測試。只需將地址改為外部（圍）接口的存儲器地址，便可判定外部（圍）數(shù)據(jù)通路正確與否。

3.5中斷信號測試

運(yùn)行飛控計算機(jī)CPU模塊的測試程序，同時由測試設(shè)備向CPU發(fā)中斷請求信號。若CPU能夠響應(yīng)中斷，則進(jìn)入中斷服務(wù)程序，向RAM固定單元寫中斷標(biāo)志。

測試設(shè)備得到總線控制權(quán)，通過模擬CPU芯片的總線時序，對RAM的固定單元（標(biāo)志單元）進(jìn)行讀出操作，依此判定CPU的中斷功能是否正常。

3.6功耗測試

由程控電源向模塊提供+5V，1A電源，隨后使用程控電源測量出被測試模塊的實(shí)際電流，據(jù)此可計算出功耗。若功耗小于規(guī)定值，則被測試模塊工作正常。

3.7等待邏輯電路測試

該項測試主要是對外圍空間的等待邏輯電路進(jìn)行測試。運(yùn)行ROM中的性能測試程序訪問外部空間，由VXI設(shè)備的示波器采樣被測試模塊發(fā)出的外部空間片選信號，系統(tǒng)測量其有效電平寬度并記錄判斷，依此驗證等待邏輯電路的正確性。

3.8在板編程測試

由測試設(shè)備向ROM寫入測試數(shù)據(jù)，并回讀與設(shè)備內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)比較，以確認(rèn)在板編程功能的正確性。

4結(jié)語

基于VXI總線系統(tǒng)開發(fā)的測試系統(tǒng)具有以往任何傳統(tǒng)儀器不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，繼承性好，適應(yīng)性好，不僅適用于某飛控計算機(jī)CPU模塊測試和導(dǎo)引頭計算機(jī)微處理器模塊測試，而且只需通過更改子適配器和測試軟件就能適用于新型號計算機(jī)模塊測試，提高系統(tǒng)的利用率。采用VXI總線為數(shù)據(jù)傳輸模式，完成了針對某兩種計算機(jī)模塊測試的開發(fā)；實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)自動測量，自動記錄，自動計算，使用方便，數(shù)據(jù)處理速度快，對模塊的檢測覆蓋率高，對局部電路的故障定位準(zhǔn)確詳細(xì)；測量數(shù)據(jù)報表輸出時，縮短了測量時間，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。

參考文獻(xiàn)

[1]陳光禹.VXI總線測試平臺測試技術(shù)[M].成都：電子科技大學(xué)出版社，1996.

[2]李寶安.自動測試系統(tǒng)（ATE）軟件的發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)[J].測控技術(shù)，2003，22（1）：1012.

[3]張守鵬，崔強(qiáng)，彭鋼鋒.基于VXI總線的自動測試系統(tǒng)設(shè)計[J].航空計算技術(shù)，2010（4）：125126.

[4]譚志宏，郭玉忠.VXI總線模塊自動測試系統(tǒng)設(shè)計[J].航空計算技術(shù)，2004（3）：108110.

[5]黃開臣，康存麗.基于VXI總線的某嵌入式計算機(jī)測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[J].航空計算技術(shù)，2009（3）：125127.

[6]姚國年，王兆波，柳斌，等.基于VXI彈載靜態(tài)多參數(shù)測量系統(tǒng)軟件設(shè)計[J].微計算機(jī)信息，2010（6）：911.

[7]陶東香，李莉，霍立平.基于VXI總線技術(shù)的RWR自動測試診斷系統(tǒng)構(gòu)建[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，33（3）：161163.

[8]曹成俊，張宏偉.自動測試系統(tǒng)中的總線技術(shù)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31（4）：159163.

[9]秦凡，韋高.基于VISA庫及SCPI命令的儀器程控測量[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（11）：118120.