端子功能可配置ATE通讯资源模块研制

摘要

实现通用化和小型化已成为自动测试设备发展的重要趋势，目前已有的测试设备主要采取通用的测试仪器资源和专用的接口适配器（TUA）实现其通用化。随着被测武器设备型号的日益增加，专用测试接口适配器的数量也越来越多，以致整个测试设备体积过于庞大。为了解决这个问题，本文研制了一种端子功能可配置通讯资源模块，通过端子配置功能，替代TUA分配能力，同时，与超宽测量范围的端子功能可配置仪器资源配合使用，达到取消TUA的目的，实现自动测试设备的完全通用化。研制该模块具有重要的应用价值。
　　本模块在3U标准尺寸CPCI板卡上集成了12路RS422、2路RS232、4路RS485、4路ARINC429、2路CAN功能可切换的通讯通道和1路独立的1553B通道。其中，每个通道可以在基本的RS422和其它一种通信功能之间通过软件进行切换。硬件设计上采用DSP+FPGA的结构，DSP使用高性能的DM642，其主频高达720MHz，主要完成命令解析执行、功能配置、复杂数据管理、数据交互等功能；其内嵌 PCI接口单元，可以方便地实现高可靠性的CPCI接口功能。在FPGA内部实现了RS422/RS232通讯逻辑、ARINC429通讯逻辑、1553B通讯逻辑、RS485通讯逻辑和CAN控制逻辑，以及时钟和复位逻辑。利用FPGA内部的硬核控制器实现对大容量的数据缓存控制，同时设计了总线时序转换逻辑，以便DSP可以实现对DDR2的直接管理与操控。在功能电路上，实现了所有通讯资源的隔离电路设计和独立的1553接口电路设计。
　　模块软件包括DSP固化软件和上位机软件。DSP固化软件包括命令解析函数、功能配置函数、复杂数据管理函数和数据交互函数。通过上位机软件进行每个通道通讯模式配置，并在不同配置模式下进行相应的通讯波特率和控制字设置，以及在各通讯类型相关函数的配合使用下，实现数据收发。对于多通道并行数据处理，采用定时读取外部存储器方式，接收多通道并行通讯数据。同时，为了完成对模块中的各个功能块的调试和验证，设计了专用的上位机测试软面板。
　　最后，对模块进行测试并在新一代测试系统中验证。测试和验证结果证明，本模块设计合理，运行稳定，各项指标满足要求。

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目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景、目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要研究内容

1.4 本文结构

第2章 总体方案

2.1 功能要求及技术指标

2.2 总体设计方案

2.3 本章小结

第3章 硬件设计

3.1 端子功能可配置设计

3.2 多种通讯类型功能设计

3.3 大容量数据存储单元设计

3.4 主处理选择及配置

3.5 总线接口选择及配置

3.6 FPGA类型选择

3.7 本章小结

第4章 软件设计

4.1 DSP固化软件设计

4.2 驱动函数设计

4.3 上位机软面板设计

4.4 本章小结

第5章 测试验证

5.1 测试环境搭建

5.2 测试内容

5.3 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢