基于VXI總線的某計算機模塊測試系統實現

摘要：針對某兩種計算機模塊的測試需求，組建及開發了基于VXI總線的某計算機模塊測試設備和測試系統軟件。該系統采用VXI總線實現多串口通信，對底層測量儀器的測量數據進行采集，同時將采集到的數據進行計算，從而快速、準確地得到各種參數，并將結果保存，方便后期數據查詢。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行全面測試。該測試設備的研制對實現某計算機模塊大批量生產的快速檢測，提高模塊參數的測量精度和效率，對返修件定位提供了有利工具。

關鍵詞：VXI；GPIB；自動測試；測試系統

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

引言

在某飛控計算機CPU模塊和某導引頭計算機微處理器模塊的調試排故中，遇到了專用測試設備測試不全面以及自動化程度低等問題，急需開發新設備，以滿足測試需求。VXI總線系統具有標準化、通用化、模塊化以及優良的交互操作性，易于使用且具高可靠等優勢，是公認的21世紀儀器總線系統和自動測試系統的優秀平臺，因此2種模塊的自動化測試設備是基于VXI總線的虛擬儀器技術開發的。本文主要從硬件設計、軟件設計及測試方法3方面介紹這套自動測試系統的架構。

1系統硬件組成及設計

整套測試設備由VXI測試設備、外圍輔助設備和適配器組成。構成示意圖如圖1所示。

VXI測試設備包括外置式PC機（內置1394卡、GPIB卡）、VXI總線主機箱、VXI標準測試模塊。這部分主要完成系統的顯示、測試控制與管理。主機箱安放在測試機柜中部，VXI標準測試模塊安插在主機箱中。主機箱通過其0槽模塊（HPE8491B）的IEEE1394接口與PC機的內置1394卡連接（專用電纜）。

外圍輔助設備包括示波器、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柜上部，程控電源安放在測試機柜下部，分別通過各自的GPIB接口與PC機的內置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實現，形成測試機箱的對外標準接口。子適配器實現主適陪器的標準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行緩沖、驅動、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CPU模塊和導引頭計算機微處理器模塊這2種被測模塊進行測試。

測試設備運行于實驗室環境，測試軟件運行于Windows2000操作系統平臺之上，采用LabWindowsCVI作為開發工具。LabWindowsCVI開發環境功能強大，且使用靈活的C語言平臺與用于數據采集、分析和顯示的工具庫有機地結合起來，具有集成開發平臺、交互式編程方法、功能面板和函數庫等特點，它為設計人員建立自動測試系統和數據采集系統提供了強大的靈活性。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/或非循環測試、測試記錄、測試狀態顯示、測試結果打印等。

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，并提示檢查結果。測試程序自動執行各項測試，每項的測試內容詳細地顯示在測試狀態窗口中。在交互測試方式下，用戶可以選擇指定測試項目進行測試，同時系統也提供對各種儀器的直接操作進行交互測試。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、進行測試以及對測試結果進行處理并得出測試結論、測試結果記錄或打印。測試軟件結構如圖2所示。

3測試方法

該測試系統可完成對某飛控計算機CPU模塊的測試和某導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，分類細致，故對模塊故障可以準確的定位，保證測試的覆蓋率。

3.1CPU芯片測試

通過駐留BIT程序，執行其BIT測試程序對模塊的CPU芯片進行測試，將測試結果存入RAM的固定單元，待測試設備讀取。測試設備得到總線控制權，通過模擬CPU芯片的總線時序，對RAM的固定單元（測試結果）進行讀出操作，確認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內容一致的磁盤文件作為測試依據。測試設備對ROM進行讀操作，并將讀得的數據與磁盤文件數據逐一進行比較，判定ROM本身的正確性。采用此種測試方法，優點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數據存儲器測試

對數據存儲器（RAM）采用全0、全1、典型數據5555、AAAA及在地址單元中寫相應地址值的方法進行讀寫比較測試。采用此種測試方法的優點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據總線的錯誤類型（短路、開路）。

3.4外部（圍）接口數據通路測試

在子適配器中，設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。

在進行該項測試時，由測試設備通過模擬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行讀寫操作，以此判定模塊外部（圍）接口數據通路的正確性。

測試方法與RAM相同，采用全0、全1、典型數據5555、AAAA及在地址單元中寫相應地址值的方法進行讀寫比較測試。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）數據通路正確與否。

3.5中斷信號測試

運行飛控計算機CPU模塊的測試程序，同時由測試設備向CPU發中斷請求信號。若CPU能夠響應中斷，則進入中斷服務程序，向RAM固定單元寫中斷標志。

測試設備得到總線控制權，通過模擬CPU芯片的總線時序，對RAM的固定單元（標志單元）進行讀出操作，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際電流，據此可計算出功耗。若功耗小于規定值，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行測試。運行ROM中的性能測試程序訪問外部空間，由VXI設備的示波器采樣被測試模塊發出的外部空間片選信號，系統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

由測試設備向ROM寫入測試數據，并回讀與設備內存儲的數據比較，以確認在板編程功能的正確性。

4結語

基于VXI總線系統開發的測試系統具有以往任何傳統儀器不可比擬的優點，繼承性好，適應性好，不僅適用于某飛控計算機CPU模塊測試和導引頭計算機微處理器模塊測試，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模塊測試，提高系統的利用率。采用VXI總線為數據傳輸模式，完成了針對某兩種計算機模塊測試的開發；實現了多參數自動測量，自動記錄，自動計算，使用方便，數據處理速度快，對模塊的檢測覆蓋率高，對局部電路的故障定位準確詳細；測量數據報表輸出時，縮短了測量時間，系統工作穩定可靠。

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