孫日明

摘? 要：文章設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備對(duì)插件級(jí)模塊進(jìn)行功能測(cè)試，采用PC104_plus主板完成與被測(cè)板CPCI總線的通信，設(shè)計(jì)了DVI視頻一分二電路滿足圖形處理的信號(hào)源需求。精簡(jiǎn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使測(cè)試適配器更加簡(jiǎn)單實(shí)用，具有一定的工程借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：CPCI;電子測(cè)試;DVI

中圖分類號(hào)：TJ06? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）24-0098-03

Abstract： This paper designs a set of automatic test equipment to test the function of the plug-in module， and， using the PC104_plus motherboard to complete the communication with the CPCI bus， designs the DVI video circuit to meet the needs of the signal source of graphics processing. It simplifies the structural design， makes the test adapter more simple and practical， and has a certain engineering reference value.

Keywords： CPCI; electronic test; DVI

綜述

為滿足任務(wù)需求，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子裝備大量采用數(shù)字、模擬集成電路技術(shù)，元器件的封裝形式從傳統(tǒng)的雙列直插式發(fā)展到表面貼裝式，關(guān)鍵的引腳信號(hào)往往不容易測(cè)試。接口協(xié)議越來(lái)越復(fù)雜，從傳統(tǒng)的ISA總線發(fā)展到PCI系列總線協(xié)議。功能也越來(lái)越完善，往往涉及多個(gè)學(xué)科門類，這就為板卡功能測(cè)試和故障排查帶來(lái)一定困難。本文設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)測(cè)試設(shè)備對(duì)插件類板卡進(jìn)行功能測(cè)試。采用基于PC104_plus的主板完成與被測(cè)板CPCI總線的通信，并設(shè)計(jì)DVI一分二電路提供兩路圖像信號(hào)，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高了被測(cè)板卡測(cè)試覆蓋率。

1 測(cè)試設(shè)備總體設(shè)計(jì)

測(cè)試設(shè)備基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，內(nèi)部主控設(shè)備為一臺(tái)測(cè)試計(jì)算機(jī)，通過(guò)PXI總線連接了通信模塊，數(shù)字I/O模塊、矩陣開(kāi)關(guān)模塊等卡式儀器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)外連了萬(wàn)用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器等臺(tái)式儀器。臺(tái)體上增加了一臺(tái)顯示器對(duì)處理后的圖像進(jìn)行顯示觀察。所有儀器信號(hào)連接到對(duì)外接口適配器連接器上，測(cè)試時(shí)由測(cè)試適配器進(jìn)行信號(hào)資源的分配。

2 CPCI總線通信設(shè)計(jì)

工業(yè)及軍用插件級(jí)板卡一般采用CPCI總線與主機(jī)通訊，其電信號(hào)延用了32位33MHz的PCI總線標(biāo)準(zhǔn)。由于總線通信協(xié)議復(fù)雜，采用基于普通數(shù)字IO的協(xié)議模擬方式，從協(xié)議底層一步一步開(kāi)發(fā)，工作量將非常巨大，因此最好采用貨架產(chǎn)品和成熟的技術(shù)方案完成通信，一般認(rèn)為通用的通信方案有兩種。

一種是采用PXI至PCI系統(tǒng)擴(kuò)展套間擴(kuò)展PCI總線。原理如圖2所示，擴(kuò)展套間PXI端接入測(cè)試計(jì)算機(jī)的一個(gè)槽位，PCI端可視為擴(kuò)展的PCI總線的零槽，通過(guò)對(duì)外連接器和接口適配器接到被測(cè)板卡PCI總線。安裝驅(qū)動(dòng)程序后，被測(cè)板卡作為測(cè)試計(jì)算機(jī)的一個(gè)設(shè)備運(yùn)行，測(cè)試程序可調(diào)用接口函數(shù)與被測(cè)板進(jìn)行通訊，完成功能測(cè)試。

另一種辦法是在接口適配器上加一附帶PCI總線的計(jì)算機(jī)主板，原理如圖3所示。

在接口適配器上增加一計(jì)算機(jī)主板，測(cè)試計(jì)算機(jī)通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)接至接口適配器上的計(jì)算機(jī)主板，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向主板發(fā)送測(cè)試命令，由計(jì)算機(jī)主板完成與被測(cè)板的PCI總線通訊。

第一種方法需要占用測(cè)試計(jì)算機(jī)一個(gè)槽位，若設(shè)備不支持PCI熱插拔，每測(cè)一塊板卡都要重啟測(cè)試計(jì)算機(jī)。第二種方法只需要占用一個(gè)網(wǎng)口，測(cè)試完畢后，接口適配器斷電即可。因此第二種方法更適合實(shí)際應(yīng)用。考慮到接口適配器較小，計(jì)算機(jī)主板選用了體積小，重量輕，堅(jiān)固耐用的PC104_plus模塊。綜合考慮各種因素，選用了盛博科技的ECX1211-10D模塊。

3 DVI信號(hào)源設(shè)計(jì)

圖形處理板測(cè)試時(shí)，需提供兩路DVI信號(hào)作為輸入。通?？稍跍y(cè)試設(shè)備中增加一個(gè)DVI視頻信號(hào)源，兩路DVI信號(hào)經(jīng)接口適配器上連接器傳輸至被測(cè)板卡輸入端。這種方法不僅會(huì)增加信號(hào)源成本，還會(huì)占用有限的連接器資源?？紤]到接口適配器上ECX1211_10D計(jì)算機(jī)主板可提供一路DVI信號(hào)，決定采用一分二電路擴(kuò)展出第二路DVI信號(hào)。DVI信號(hào)分辨率為1280*1024，頻率為60Hz，對(duì)應(yīng)的像素時(shí)鐘為108MHz，速率太高，不宜直接分頻。因此采用了基于EP6122N的DVI一分二電路。EP6122N是Explore公司的一款DVI/HDMI分配芯片，輸入和輸出符合DVI1.0標(biāo)準(zhǔn)，電路原理如圖4所示。

4 接口適配器設(shè)計(jì)

由于被測(cè)板全部為板卡結(jié)構(gòu)，接口適配器沒(méi)有采用傳統(tǒng)的機(jī)械式大接口適配器設(shè)計(jì)，而是盡量做得簡(jiǎn)單實(shí)用。如圖5所示，接口適配器采用了兩個(gè)PDS-105連接器連接至測(cè)試設(shè)備，通過(guò)一塊300*300mm的印制板，集成了測(cè)試主板、被測(cè)插件連接器和各類信號(hào)調(diào)理電路。底部設(shè)計(jì)了一托架，附帶機(jī)械式導(dǎo)軌，通過(guò)手動(dòng)滑動(dòng)方式接入測(cè)試設(shè)備，既簡(jiǎn)單實(shí)用，又便于操作。

5 測(cè)試程序設(shè)計(jì)

測(cè)試程序基于通用的測(cè)試軟件平臺(tái)TestWorks開(kāi)發(fā)。TestWorks是通用的測(cè)試平臺(tái)軟件，提供圖形化、基于信號(hào)的測(cè)試程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，可使設(shè)計(jì)人員從繁雜的代碼編程中解放出來(lái)，專注于測(cè)試流程的設(shè)計(jì)工作。針對(duì)CPCI類板卡測(cè)試，TestWorks平臺(tái)首先通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向接口適配器上主板發(fā)送讀取VID和DID命令，若讀取成功，證明PCI功能正常，發(fā)送測(cè)試命令繼續(xù)測(cè)試，并調(diào)用設(shè)備儀器資源配合進(jìn)行功能測(cè)試;若VID和DID讀取失敗，證明PCI接口損壞，不能對(duì)板卡進(jìn)行操作，提示PCI總線故障。所采用的測(cè)試流程大致如圖6。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)插件類板卡進(jìn)行功能測(cè)試。采用PC104_plus主板實(shí)現(xiàn)CPCI總線的通信，實(shí)際使用證明該方法技術(shù)成熟，工作穩(wěn)定可靠，由于每次測(cè)試接口適配器都要斷電，PC104_plus主板模塊可運(yùn)行允許即時(shí)斷電的嵌入式操作系統(tǒng)，避免造成損傷。所設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能完善，可用于電子設(shè)備的測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

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