一种基于PXI总线的网络化电子装备测试系统设计

金　晋,　金　华

(1.中国人民公安大学警务实战训练部， 北京　100038; 2.中国人民公安大学警务信息工程学院， 北京　100038)

一种基于PXI总线的网络化电子装备测试系统设计

金晋1,金华2

(1.中国人民公安大学警务实战训练部， 北京100038; 2.中国人民公安大学警务信息工程学院， 北京100038)

摘要分析当前警用电子装备测试维护面临的信号采集处理吞吐量不足、通用化模块化程度不高、分布式需求迫切等问题，提出一种基于PXI总线的网络化电子装备测试系统的思路，采用分布式测试系统的架构，在总体设计、设备及数据管理、软件模块化设计等方面实现了系统功能；经分析和实际应用，该系统可实现多任务同时开展、分布式测试、集中判读的功能，从而改善测试人员工作环境，有效提高电子装备的保障性。

关键词电子装备； 测试性； PXI总线； 网络化

0引言

随着我国警用装备信息化的推进，电子通信类设备在装备中所占的比重越来越高；电子通信类设备中，计算机、微电子、传感器、微波电磁场等专业技术广泛应用，设备复杂程度高，对测试、维护、保障提出了新的要求。人工测试维护手段，效率低、成本高；且装备生产的现场环境复杂，试验环境恶劣，容易对操作人员的安全造成影响。传统的测试维护手段已无法满足信息化时代武器装备的保障需求，先进的测试技术已成为装备保障的必然需求。

1当前电子装备测试面临的问题[1]

(1)信号采集、处理速度及数据吞吐量不能满足要求

电子通信类设备的功能性能不断提升，测试时，被测信号速度达到百MHz甚至GHz，对于数字视频信号等被测量，数据的采集、存储、识别、处理对测试设备的信号处理能力提出了很高的要求；

(2)测试系统通用化、模块化水平不高

电子通信类设备种类繁多，涉及的专业技术广泛，被测量种类繁多，模拟量信号、电平状态信号、数字总线信号、微波信号、视频信号等[2]，其测量特性各不相同，测试系统需适应多种多样的被测量，大而全的测试系统成本高，灵活性差；模块化的测试系可根据被测设备的特性灵活组合，适应能力强，是未来测试设备的发展趋势。

(3)测试系统分布式需求迫切

对于数量较多、组成复杂的电子通信设备，不同分机和部件分布在不同地点，测试时需协同工作，这就需要测试系统能够具备分布式架构，分布式采集数据、集中判决。

2基于PXI总线网络化测试系统设计

2.1　测试系统功能

基于PXI总线的网络化测试系统，具备集中监控及数据处理、分布式工作、远程测试、多任务多台套产品同时测试的功能，测试软件人机界面友好、操作方便，并具有良好的安全性和可靠性，主要完成测试设备管理、测试流程管理、测试流程执行和测试数据管理等四大功能。

(1)测试设备管理

具备对分布式测试设备中各测试仪器的远程控制功能，完成各仪器的参数设置；可完成测试仪器的自校准、重启和初始化的远程控制功能；支持对远程监视和控制功能。

(2)测试过程管理

提供本地生成测试计划并分发的能力；提供测试向导，操作员按照测试向导可方便地完成各项测试任务；支持测试流程的自动化管理。

(3)测试流程执行

测试流程可通过提供的界面进行选择，操作员可选择指定的流程对终端进行测试。测试流程除了支持自动控制外，还支持单步控制执行。

(4)测试数据管理

具备多级权限管理功能；可保存每一次测试仪器的参数设置信息；可保存测试过程中测试数据的中间变量结果；可将测试结果按照word或者excel格式输出；具备生成测试报告的能力。

2.2　系统组成

图1　网络化测试系统组成示意图

对于典型电子通信类设备，基于PXI总线[3]的网络化测试系统基本组成如图1所示，主要由分布式测试设备及监控与数据处理计算机、网络设备组成。分布式测试设备由PXI总线设备(含PXI总线专用及通用采集板卡、PXI单板计算机等)、电源、专用测试仪器(含功率计、频谱仪、数控衰减器、示波器)等组成。

数据处理计算机是测试系统的核心，提供人机界面、数据收集与判读、测试报告输出的能力。

2.3　网络化测试系统软件设计

2.3.1软件体系架构

软件采用层次化设计，形成底层设备虚拟、中间设备配置和顶层用户应用3个主要层次。

设备虚拟层，对专用测试平台的主要程控设备开发程控函数库和设备软件模型。设备配置层，利用底层的设备软件模型搭建适应型号的应用平台。用户应用层，提供给用户测试项目配置和管理的功能。

2.3.2软件模块组成

测试软件由主控模块、测试流程管理模块、仪器控制及采集模块、通信模块和数据管理模块组成，如图2所示。

图2　测试软件结构图

(1)主控模块

主控模块负责测试软件应用程序的启动、退出，以及实时数据库的建立和其他公共数据的管理等。

(2)测试流程管理模块

测试流程管理模块完成的功能主要包括：提供任务本地创建、完成流程调度功能、对测试到的数据进行处理分析并生成报告等。

(3)仪器控制及采集模块

仪器控制及采集模块负责对测试仪器进行参数设置，并及时收集测试仪器上报的数据，为测试任务的制定和作业调度控制提供依据。该模块同时还负责对开关矩阵的监视和控制。仪器控制及采集模块以动态链接库的形式提供给测试流程管理模块和客户端中的仪器控制界面使用。

(4)数据管理模块

数据管理模块的主要功能是对测试平台中各类信息进行存储，根据测试平台的需要，建立结构明晰，内容全面，扩展灵活的各类信息数据库，并利用权限管理提供数据库信息的存储、备份、转储、恢复、查询检索、统计、维护及报表打印等功能。此外数据管理模块还负责对用户和日志的管理。

数据管理模块需要建立的各类数据库表及视图数据组成如图3所示。数据库模块还将提供数据的转储功能。用户按照界面提示即可完成将指定的数据库表中的数据转储为XML格式的文件。当数据库中的数据遭到破坏时，用户可将XML文件中保存的数据读入数据库中，恢复各数据库表中的数据，提高了设备的可靠性。

图3　数据管理模块的数据库表及视图

(5)通信模块

负责测试设备间信息数据的分发、转换为标准以太网协议在测试系统内部的网络中传输。

3结论

由于PXI总线测试仪器设备较高的数据速率、较高的模块化通用化水平、良好的工业环境适应性、与计算机网络的紧密结合等特点，使其得到广泛应用。本文描述的基于PXI总线的网络化测试系统具备较高的测试自动化水平，在实际使用中，采用本文所述的测试系统节约测试人力工时达3/4以上，设备使用率和工作效率提高一倍以上，且具备实时数据报表打印和分析功能。相比传统测试设备需测试人员现场记录判决，串行开展各测试环节的方式，本系统可实现多任务同时开展、分布式测试集中判读，改善测试人员工作环境，有效提高电子装备的保障性。工业现场总线技术和计算机网络新技术将在警用武器装备的信息化建设中发挥更大的作用。

参考文献

[1]高建伟，翟正军，郭阳明，等.未来仪器测试总线技术-LXI[J].计算机工程与设计计,2007,28(12):2965-2967.

[2]周惠艳.电台功放模块自动测试系统的研制[D].成都：电子科技大学,2008.

[3]鲍芳，冯燕．基于PCFPXI/VXI总线的虚拟仪器测试系统[J]．工业仪表与自动化装置,2000(3):17-19.

(责任编辑陈小明)

作者简介金晋(1974—),女,吉林长春市人,讲师,硕士。主要从事计算机应用、工业测试等研究。

基金项目北京市支持中央高校共建项目- 青年英才计划(YEPT1367)；中国人民公安大学2015年校级教学研究项目“现场处置预案仿真研究与应用”(2015JY01)。

中图分类号D035.392