摘要：針對(duì)某兩種計(jì)算機(jī)模塊的測(cè)試需求，組建及開發(fā)了基于VXI總線的某計(jì)算機(jī)模塊測(cè)試設(shè)備和測(cè)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(duì)底層測(cè)量?jī)x器的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)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(dòng)測(cè)試和交互測(cè)試2種方式可以對(duì)模塊各個(gè)部分進(jìn)行全面測(cè)試。該測(cè)試設(shè)備的研制對(duì)實(shí)現(xiàn)某計(jì)算機(jī)模塊大批量生產(chǎn)的快速檢測(cè)，提高模塊參數(shù)的測(cè)量精度和效率，對(duì)返修件定位提供了有利工具。

關(guān)鍵詞：VXI；GPIB；自動(dòng)測(cè)試；測(cè)試系統(tǒng)

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

引言

在某飛控計(jì)算機(jī)CPU模塊和某導(dǎo)引頭計(jì)算機(jī)微處理器模塊的調(diào)試排故中，遇到了專用測(cè)試設(shè)備測(cè)試不全面以及自動(dòng)化程度低等問題，急需開發(fā)新設(shè)備，以滿足測(cè)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(shì)，是公認(rèn)的21世紀(jì)儀器總線系統(tǒng)和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的優(yōu)秀平臺(tái)，因此2種模塊的自動(dòng)化測(cè)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(jì)、軟件設(shè)計(jì)及測(cè)試方法3方面介紹這套自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)。

1系統(tǒng)硬件組成及設(shè)計(jì)

整套測(cè)試設(shè)備由VXI測(cè)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(cè)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(cè)試模塊。這部分主要完成系統(tǒng)的顯示、測(cè)試控制與管理。主機(jī)箱安放在測(cè)試機(jī)柜中部，VXI標(biāo)準(zhǔn)測(cè)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(yáng)電源，其中示波器可測(cè)量接口輸出信號(hào)的特性，朝陽(yáng)電源為適配器供電，程控電源為被測(cè)件供電。示波器安放在測(cè)試機(jī)柜上部，程控電源安放在測(cè)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(yáng)電源通過電源輸出線與主適配器相連。

適配器主要完成測(cè)試信號(hào)的緩沖、隔離、驅(qū)動(dòng)及信號(hào)連接等功能。適配器由一個(gè)主適陪器和一個(gè)子適配器組成。主適配器采用VPC實(shí)現(xiàn)，形成測(cè)試機(jī)箱的對(duì)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(cè)模塊之間的連接。子適配器完成對(duì)總線和控制信號(hào)進(jìn)行緩沖、驅(qū)動(dòng)、隔離、特性匹配等功能。利用一個(gè)子適配器，可以對(duì)飛控計(jì)算機(jī)CPU模塊和導(dǎo)引頭計(jì)算機(jī)微處理器模塊這2種被測(cè)模塊進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試設(shè)備運(yùn)行于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，測(cè)試軟件運(yùn)行于Windows2000操作系統(tǒng)平臺(tái)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(yǔ)言平臺(tái)與用于數(shù)據(jù)采集、分析和顯示的工具庫(kù)有機(jī)地結(jié)合起來，具有集成開發(fā)平臺(tái)、交互式編程方法、功能面板和函數(shù)庫(kù)等特點(diǎn)，它為設(shè)計(jì)人員建立自動(dòng)測(cè)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(cè)試程序采用工程PROJECT管理，用戶可以選擇任意一項(xiàng)或多項(xiàng)循環(huán)/或非循環(huán)測(cè)試、測(cè)試記錄、測(cè)試狀態(tài)顯示、測(cè)試結(jié)果打印等。

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

3測(cè)試方法

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

3.1CPU芯片測(cè)試

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

對(duì)程序存儲(chǔ)器（ROM）的測(cè)試可以采取全程比較的方法。該項(xiàng)測(cè)試，要求提供與ROM內(nèi)容一致的磁盤文件作為測(cè)試依據(jù)。測(cè)試設(shè)備對(duì)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(cè)試方法，優(yōu)點(diǎn)是可以把故障定位到ROM的某個(gè)（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(chǔ)器測(cè)試

對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(cè)試。采用此種測(cè)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(cè)試模塊地址總線和數(shù)據(jù)總線的錯(cuò)誤類型（短路、開路）。

3.4外部（圍）接口數(shù)據(jù)通路測(cè)試

在子適配器中，設(shè)計(jì)了一個(gè)存儲(chǔ)器子模塊，可模擬外部（圍）接口存儲(chǔ)器，由CPU芯片訪問。

在進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試時(shí)，由測(cè)試設(shè)備通過模擬CPU芯片總線時(shí)序，對(duì)子適配器的模擬外部（圍）接口存儲(chǔ)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(cè)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(cè)試。只需將地址改為外部（圍）接口的存儲(chǔ)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(hào)測(cè)試

運(yùn)行飛控計(jì)算機(jī)CPU模塊的測(cè)試程序，同時(shí)由測(cè)試設(shè)備向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)。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(cè)試設(shè)備得到總線控制權(quán)，通過模擬CPU芯片的總線時(shí)序，對(duì)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(cè)試

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

3.7等待邏輯電路測(cè)試

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

3.8在板編程測(cè)試

由測(cè)試設(shè)備向ROM寫入測(cè)試數(shù)據(jù)，并回讀與設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)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(yǔ)

基于VXI總線系統(tǒng)開發(fā)的測(cè)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(jì)算機(jī)CPU模塊測(cè)試和導(dǎo)引頭計(jì)算機(jī)微處理器模塊測(cè)試，而且只需通過更改子適配器和測(cè)試軟件就能適用于新型號(hào)計(jì)算機(jī)模塊測(cè)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(duì)某兩種計(jì)算機(jī)模塊測(cè)試的開發(fā)；實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)記錄，自動(dòng)計(jì)算，使用方便，數(shù)據(jù)處理速度快，對(duì)模塊的檢測(cè)覆蓋率高，對(duì)局部電路的故障定位準(zhǔn)確詳細(xì)；測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)表輸出時(shí)，縮短了測(cè)量時(shí)間，系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。

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