基于虛擬儀器技術的嵌入式計算機自動測試系統

梁偉華 王澤璞 梁建輝 郭丹 趙裕偉

摘 要：虛擬儀器技術作為信息技術的重要組成部分，具有很高的研究價值和廣闊的應用前景。虛擬儀器技術大大突破了傳統技術在數據采集、處理、顯示、存儲等方面的限制，因此在工程技術應用中如何更好的應用和發展虛擬儀器技術是一個值得研究的課題?；诖?，本文主要對基于虛擬儀器技術的嵌入式計算機自動測試系統進行分析探討。

關鍵詞：基于虛擬儀器技術；嵌入式計算機；自動測試系統

前言

嵌入式計算機的測試是產品在研制和生產過程中一個必不可少的重要環節。在產品研制階段和定型生產后對嵌入式計算機進行自動檢測，不但能夠縮短研制周期，而且在量產后可對嵌入式計算機進行快速檢測?；赑XI平臺設計了一套某產品嵌入式計算機自動測試系統，該自動測試系統用于對某產品嵌入式計算機系統的各項性能指標進行自動測試和分析，快速完成對該產品嵌入式計算機性能指標的檢驗工作，從而提高產品檢測效率和產品檢測的可靠性。

1、系統總體設計方案

由主控臺產生測試激勵信號，經過適配工裝所提供的信號通路和信號調理，與嵌入式計算機、控制分組件和控制電子組合分別相連，主控臺實時采集并記錄測試結果，對測試結果進行分析、計算和判斷，并按要求顯示測試結果。

嵌入式計算機在測試時要求測試的項目有：嵌入式計算機內部資源和外圍接口、執行部件偏角回路采集和RS422接口功能測試?？刂品纸M件測試包括控制分組件并行數據總線接收和D/A轉換、控制分組件自檢模塊和執行部件偏角反饋回路信號整理電路功能測試?？刂齐娮咏M合綜合測試包括下位機檢測軟件、控制電子組合與載機通訊、開關量的輸入輸出、遙測輸出通道、加速度采集、角速度采集、溫度和修正參數、執行部件信號輸出、執行部件偏角反饋回路、產品自檢模塊、探測器通訊、RS422接口功能測試。為此選用高效可靠的PXI總線設備和LabVIEW快速圖形開發環境，快速建立起嵌入式計算機測試平臺?；赑XI總線的測試系統結構如圖1所示。由信號采集與調理模塊、PXI數據采集卡和PXI工控機組成的數據實時采集系統。

2、產品測試流程控制

2.1單板測試流程

單板測試包含嵌入式計算機測試和控制分組件測試。

2.1.1嵌入式計算機測試

嵌入式計算機測試時，測試設備分別通過2個雙向的RS422串行接口向嵌入式計算機發送數據，串行連路工作正常后，要求嵌入式計算機進行計算機內部資源的檢測外（如CPU、片內數據存儲器、片內程序存儲器、片外數據存儲器），并要根據外圍的測試激勵，進行相應的處理，產生嵌入式計算機完好標志，并且能夠對外圍接口電路進行正確的讀寫操作。嵌入式計算機測試時，測試設備模擬4路執行部件反饋信號，經過控制分組件處理后，傳輸到嵌入式計算機進行采集，并且將采集到的結果以數字量的方式傳輸給測試設備進行分析和處理，給出執行部件反饋回路采集的精度分析。

2.1.2控制組件測試

測試設備通過并行數據總線測試板卡產生測試數據，控制組件接收到相應的數據后，進行解碼、變換后，輸出控制D/A的控制信號和數據，最終形成控制執行部件的4路模擬信號，測試設備實時采集4路執行部件控制信號，并且以圖和表格的方式給出輸入和輸出間的關系，控制分組件的轉換時間分析，D/A的轉換精度分析，D/A輸出的零位偏移，執行部件控制信號的正負限伏分析。測試設備模擬控制分組件產生產品自檢正常標志生成的條件，在控制組件輸出產品正常標志后，進行采集和分析，判斷控制分組件自檢模塊功能是否正常?？刂品纸M件測試圖如圖2所示。

2.2組合測試流程

控制電子組合綜合測試時，測試設備通過429數據總線向控制電子組合裝訂任務。測試設備與嵌入式計算機共同完成各種功能測試。其主要功能有：下位機軟件檢測、控制電子組合與載機通訊功能測試、開關量的輸入輸出功能測試、遙測輸出通道功能測試、加速度采集功能測試、角速度采集功能測試、溫度和修正參數功能測試、執行部件控制信號輸出功能測試、執行部件偏角反饋回路功能測試、產品自檢模塊功能測試、與探測器通訊功能測試等。

3、基于 LabVIEW的操作界面

3.1 參數設置

用戶在執行產品測試之前可以先使用參數設置程序來設置測試系統的相關參數。測試類別分為：嵌入式計算機測試；控制分組件測試；電子組合綜合測試。

3.1.1 嵌入式計算機測試

測試包括：內部資源和外圍接口功能測試；控制部件偏角飛控回路采集功能測試；RS422接口功能測試。

3.1.2 控制分組件測試

測試包括：BMK接收和 D/A轉換功能測試；自檢模塊功能測試；控制部件偏角反饋回路信號整理電路功能測試。

3.1.3 電子組合綜合測試

測試包括：下位機檢測軟件；電子組合與載機通訊功能測試；開關量的輸入輸出功能測試；遙測輸出通道功能測試；加速度采集功能測試；角速度采集功能測試；時間計數、溫度和修正參數功能測試；控制部件信號輸出功能測試；控制部件偏角反饋回路功能測試；嵌入計算機自檢模塊功能測試；與光機部件通訊功能測試；RS422接口功能測試。

3.2 窗口功能

（1）429指令隊列：用來依次輸入測試過程中需要發送的429指令；

（2）RS422指令隊列：用來依次輸入測試過程中需要發送的 422指令。

4、結語

數據采集、測試、過程控制、信息傳輸與通信等現代信息技術匯聚在一起，將最終導致標準化、規范化卡式儀器和軟件化儀器的更廣泛流行。虛擬儀器其發展將跟著通用計算機走、跟著通用軟件走、跟著網絡走的指導思想。繼“軟件就是儀器”的概念之后，將出現“網絡就是儀器”的新觀念。采用虛擬儀器技術和PXI平臺設計的該產品嵌入式計算機自動測試系統能夠模擬嵌入式計算機的各種輸入/輸出信號，并對嵌入式計算機的各種性能參數進行自動測試，同時具有測試數據管理、分析和測試報告自動生成等功能，實現了產品的自動測試和檢驗，為產品的生產和新品科研試驗提供了重要的測試平臺。該系統已交付使用，設備運行情況良好。

參考文獻

[1]嚴平.虛擬儀器設備的總線技術.上海計量測試.2002，29（3）：13～15

[2]湯秀芬，魏鳳蘭.基于PXI總線的虛擬儀器系統的探析.寧夏工程技術.2003，2（1）：73～75