机载计算机通用自动测试平台设计

2013-08-12 14:10:56来源: 电子科技

    随着自动测试技术的飞速发展,以及军事领域强有力的需求牵引,自动测试设备(AutomaticTestEquipment,ATE)已成为机载计算机产品测试、使用和维护的必要手段。由于对复杂机载计算机的测试要求越来越高,具有较强的通用性和扩展性已成为测试设备性能的主要指标。
    ATE通用性的实现涉及到接口与适配器的标准化、硬件平台的模块化、测试程序集与仪器资源的无关性设计等许多方面的内容。本文提出了一种以PXI总线为基础,采用虚拟仪器技术、故障诊断技术的设计方法,从而实现机载计算机的通用测试平台。

1 硬件结构设计
    
通用测试平台以主控计算机为控制核心,由PXI测试设备构成主要测试资源,接口适配器及开关网络组成信号分配和变换单元,辅以测量仪器和供电设备。
    主控计算机采用配置先进的PC机。PXI测试设备内部采用PXI标准总线,根据测试的最大需求,选用标准的测试模块进行集成。测量仪器包括:示波器、万用表。供电设备包括:可调电压信号源、115 V供电电源和28 V供电电源。
    测试平台与PC机之间采用网卡通讯,PXI测试设备与示波器、万用表和电源之间采用GPIB接口进行通讯。测试平台原理如图1所示.

1.1 PXI测试系统
    PXI测试设备由零槽控制器、模拟量激励/采集模块、离散量输入/输出模块、继电器模块、模拟量电阻模块、电源开关模块、CPIB接口卡组成。采用PXI结构的模块,具有体积小,稳定可靠和便于维护的优点。
    在机箱中的各功能模块都是PXI总线的标准模块,通过PXI机箱的背板相互连接。PXI机箱中的测试模块包括:零槽控制器(PXI-PCI-8355)模拟量激励模块(NI6704)、模拟量采集模块(NI6031E)、离散量输入/输出模块(NI6527)、多路继电器模块(NI2503)、通用继电器模块(NI25 65)、模拟量电阻模块(Pickering290)、电源开关模块(Pickering150)和GPIB接口卡(PXI—GPIB)。
1.2 接口适配器及开关网络
    
接口适配器是测试平台和UUT之间的桥梁,将仪器资源分配给UUT的各个管脚,完成对其施加激励和进行测量的工作。接口适配器TUA(Test Unit Adapter)主要由前面板端口、箱体和接口测试适配器ITA(Interface Test Adapter)构成。
    适配器设计采用无源器件,能够防止环境影响,减少测试结果的不确定因素。在测试资源满足测试要求的前提下,适配器以直接连线为主,选择高质量的线缆和连接器,尽量不使用开关器件。因为开关器件会降低资源利用率,而且多余的开关器件和连接线缆,也会影响测试结果的真实性,引起信号频带损失、引入电磁干扰等问题。
    开关网络担负着控制信号流向的任务,是实现UUT与系统资源间的信号转接、分配与组合的关键。在ATE中,开关系统一般分为功率开关、矩阵开关、微波开关。功率开关常用于对系统的电源进行切换,矩阵开关和微波开关主要用于信号切换,根据UUT的实际需求,灵活分配测试资源。
    本平台采用矩阵开关对接的方式组成开关网络,比如4×16、4×32、4×64型矩阵开关可以把各自的4路信号挂接在总线上,形成任意两路可互达的开关网络结构,测试平台的连接能力大幅增强。测试资源和UUT的任意两路信号可以互达,而测试平台的资源由最大测试资源需求的UUT决定。开关网络把适配器的信号切换功能以测试资源的形式融入到平台中,增强了系统的通用性。
1.3 通用性的实现
    
对于ATE,信号分配单元、测试资源和主控计算机部分是通用的,不随UUT的变化而改变,这也是测试平台通用性的硬件基础。在测试时,只需根据不同的UUT更换适配器就可实现平台的重构,完成相应测试,满足了机载计算机型号多、信号复杂、输入输出管脚数量多、接口各异的测试需求。
    测试平台同时具备良好的扩展机制。通过开关网络,可根据具体的测试需求连接相应的测试资源,例如:可以连接波形发生器或其他具备GPIB接口的测量仪器等,作为扩展模块接入AIE,方便平台的升级、扩展。

2 软件平台设计
2.1 软件的通用性设计原则
    
对基于虚拟仪器技术的通用平台来说,软件是整个测试平台的关键。因此,软件系统构建的好坏直接影响测试平台的整体性能。通用是一个相对概念,通用平台的设计应遵循以下原则:(1)开放式、标准化的软件体系结构。(2)基于IVI技术实现测试仪器的可互换性。(3)TPS(测试程序集)具备可移植性。
    可交换虚拟仪器技术规范(IVI)是1998年在VXI即插即用软件技术规范(VPP)的基础上发展而来的一项技术规范,它在扩展VPP标准的同时,增加了仪器的可互换性、仿真和状态缓存等特点。IVI由类驱动器、具体仪器驱动器、引擎和配置文件组成。当仪器更换后,只需修改配置文件中的信息,使测试程序指向新的IVI仪器和仪器驱动器即可,从而实现仪器设备的可互换性。

[1] [2]

关键字:机载计算机  自动测试平台  故障诊断

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0812/article_7706.html
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