便携LXI现场可重构通用测试平台研究

为了能够更好地应对未来多元化的复杂测试环境,文中结合LXI总线技术和合成仪器概念,提出了一种基于嵌入式系统实现的可用于现场测试的LXI可重构通用测试平台方案,并基于该方案研制出一个便携式LXI合成仪器系统;LXI合成仪器围绕OMAP+FPGA的硬件平台构建,遵循LXI标准,具备多种通信方式,适合移动测试,便于二次开发;硬件上模块化设计,结构紧凑,体积小重量轻;软件上采用层次化、模块化设计方法,并遵循IVI、SCPI、ATML等标准;整个系统具有很强的数据处理能力,具备多通道并行测试和软硬件在线可重配置功能,能够满足多种复杂设备现场维护保障的测试需求。     

基于多核ARM的可重构LXI测试设备设计

借鉴合成仪器的设计理念,提出一种LXI总线标准的可重构便携测试设备设计.该设备以多核ARM处理器与大容量FPGA组成的软硬件在线可重配置结构,通过LVDS高速总线与紧凑通用测试功能模块通信,实现测试现场软硬件灵活编程配置,很好地解决了通用性、灵活性与小型化等相互制约矛盾的测试需求;采用Android操作系统,支持手机、平板电脑等智能终端通过无线网络进行操作,为现场配置和操作提供了更大的灵活性.     

LXI仪器的网络规范及网页界面设计

LXI是一种基于局域网的新型模块化仪器互联标准;LXI是以太网技术在测试自动化领域的应用和拓展;其目的是将已经非常成熟的以太网技术应用到自动测试系统中,以替代传统的测试总线技术;为了将LXI这一新型网络标准更广泛的推广和应用,针对LXI仪器的网络特性,对LXI模块的局域网配置进行了一系列研究,介绍了LXI仪器有关局域网方面的功能,并详细阐述了LXI仪器网页界面的设计与实现;展望了LXI总线的发展趋势,LXI总线的出现推动了测试测量仪器进一步的应用与发展.     

基于ZeroConf的LXI仪器发现协议研究与实现

LXI作为新一代模块化仪器总线,具有向后兼容、成本低廉和互操作性强等特点,为构建分布式测试系统和混合测试系统提供了基础;针对LXI仪器需要在网络上被发现的问题,通过研究LXI最新标准规范,提出了一种新的LXI发现协议ZeroConf,从而解决了目前采用的VXI-11发现协议中发现速度慢、仪器数量以及设备不兼容等网络发现问题;实验结果表明,发现协议ZeroConf实现合理、功能准确,可应用于LXI标准的仪器设备的开发设计之中。     

基于FPGA可重构多功能仪器方案设计

针对传统ATS测试中由开关速度慢导致的易造成短路从而损坏测试仪器或被测单元(UUT)等缺点,提出用可重构的多功能测试仪器来代替专用仪器,达到降低测试成本、提高测试效率的目的;文中设计了基于FPGA的信号发生器、数字万用表和频率计等多种功能仪器,并可以重新配置,并重点介绍数字万用表的设计;利用SOPC Builder软件在FPGA中嵌入了NiosⅡ处理器系统实现多仪器功能的集成,利用USB总线完成上位机与下位机的通讯,使人机交互友好;基于可重构理论设计的这种多功能仪器集成度高,有效地解决了仪器功能单一呆板的问题,最终使系统从专用走向通用。     

基于FPGA的在线重构设计方法

为了解决SRAM型FPGA和配置存储器中存在的单粒子反转现象导致的FPGA工作异常和配置失败问题,同时满足FPGA类产品在总装后可以通过和地面通信接口实现远程更新的需求,提出了三种基于Xilinx FPGA的软件重构方法。对于7 系列以下FPGA,采用ASIC在线重构技术,通过JTAG和SPI接口控制配置存储器读写实现在线重构,该方法简单,适用于多板卡应用场景;对于7系列FPGA,采用MultiBoot多镜像技术实现多镜像启动,通过直接更新M镜像的方式实现在线重构功能,该方法不需要外部控制芯片,电路简单,设计方便,适用于单芯片控制场合;针对ZYNQ类芯片,利用其内部的BootROM和FSBL功能,在配置存储器中通过多镜像方式实现在线重构设计,适用于高性能应用场景。三种方法保证了FPGA可靠启动,同时具备在线更新功能,可以保证在更新失败的情况下,依然可以运行旧版本或可以重新对其进行配置,增强了系统的安全性和可靠性。     

LXI总线接口的设计及其在军用测试系统中的应用

简要分析了新一代仪器总线系统LXI(Lan eXtension for Instrument)的特征及其技术要点,重点阐述了以ARM9嵌入式处理器、以太网接口芯片和大规模可编程逻辑器件FPGA等实现LXI总线接口的硬件设计方案,并详细介绍了基于Linux嵌入式操作系统的LXI总线接口软件的设计,以及LXI软件系统中嵌入式Web服务器的工作原理;对基于LXI总线的军用型号测试系统的构建技术进行了研究,并对LXI总线仪器在未来军用测试应用中需要注意的问题作了探讨。     

基于FPGA的飞机机电系统通用接口单元的研究

针对机载机电系统远程数据采集与控制的接口问题,设计了一种基于FPGA的机电系统通用接口单元.采用“FPGA+微处理器+开关矩阵”的硬件架构,利用FPGA并行的硬件模块以及可重构性,实现了机载子系统的功能分配以及故障诊断与重构;利用开关矩阵对任意通道的桥接功能,实现了机载信号到调理电路的灵活切换.研究了通用接口的设计思想、体系结构,重点讨论了模块化设计、FPGA重构、开关矩阵配置等关键技术.实验结果表明,该通用接口单元速度快、可靠性好、配置灵活,具有一定的通用性和扩展性.     

PXIe总线可重构测试仪器设计

对传统的通用自动测试系统以及基于现场可编程门阵列的可重构仪器的工作原理和框架结构进行了研究。针对当前传统通用自动测试系统体积庞大、矩阵开关多、易造成仪器损坏、测试效率低等缺点,以通用自动测试系统和可重构仪器的设计理念为基础,提出了一种PXIe总线可重构仪器方案。该仪器采用"核心块+功能块"的框架结构,以现场可编程门阵列组成的可重配置结构为核心,采用AS配置方式,通过PXIe总线实现测试仪器与PC机的通信,设计了数字万用表、信号发生器及频率计等功能模块。利用SOPC Builder创建Nios II处理器系统,设计了配置选择器,实现了各个功能模块的集成、选择及切换。该仪器有效简化了系统结构,减小了仪器接口的冗余度以及开关数量,降低了测试成本,提高了测试效率,同时也使得操作更加灵活和方便。     

基于LXI总线的Web关键技术研究与实现

LXI总线是继GPIB、VXI和PXI等传统总线技术之后发展起来的新一代仪器总线技术,具有传统测试仪器总线无法比拟的优势。其中,Web页面是LXI总线技术中的一个关键。通过对LXI仪器的Web页面的研究,搭建LXI仪器Web接口的硬件平台,并以IEEE1588同步配置页面的实现为例,提出了一种在LXI仪器中实现Web页面的方法。该方法将boa服务器和SQLite数据库移植到Linux中,同时采用CGI局部刷新技术代替传统的CGI全局刷新,实现LXI仪器Web页面。最后进行系统验证,通过浏览器对LXI仪器进行远程访问控制。实验结果表明,系统能正确实现IEEE1588同步配置页面。