基于虚拟仪器技术的嵌入式计算机自动测试系统

梁伟华 王泽璞 梁建辉 郭丹 赵裕伟

摘 要：虚拟仪器技术作为信息技术的重要组成部分，具有很高的研究价值和广阔的应用前景。虚拟仪器技术大大突破了传统技术在数据采集、处理、显示、存储等方面的限制，因此在工程技术应用中如何更好的应用和发展虚拟仪器技术是一个值得研究的课题。基于此，本文主要对基于虚拟仪器技术的嵌入式计算机自动测试系统进行分析探讨。

关键词：基于虚拟仪器技术；嵌入式计算机；自动测试系统

前言

嵌入式计算机的测试是产品在研制和生产过程中一个必不可少的重要环节。在产品研制階段和定型生产后对嵌入式计算机进行自动检测，不但能够缩短研制周期，而且在量产后可对嵌入式计算机进行快速检测。基于PXI平台设计了一套某产品嵌入式计算机自动测试系统，该自动测试系统用于对某产品嵌入式计算机系统的各项性能指标进行自动测试和分析，快速完成对该产品嵌入式计算机性能指标的检验工作，从而提高产品检测效率和产品检测的可靠性。

1、系统总体设计方案

由主控台产生测试激励信号，经过适配工装所提供的信号通路和信号调理，与嵌入式计算机、控制分组件和控制电子组合分别相连，主控台实时采集并记录测试结果，对测试结果进行分析、计算和判断，并按要求显示测试结果。

嵌入式计算机在测试时要求测试的项目有：嵌入式计算机内部资源和外围接口、执行部件偏角回路采集和RS422接口功能测试。控制分组件测试包括控制分组件并行数据总线接收和D/A转换、控制分组件自检模块和执行部件偏角反馈回路信号整理电路功能测试。控制电子组合综合测试包括下位机检测软件、控制电子组合与载机通讯、开关量的输入输出、遥测输出通道、加速度采集、角速度采集、温度和修正参数、执行部件信号输出、执行部件偏角反馈回路、产品自检模块、探测器通讯、RS422接口功能测试。为此选用高效可靠的PXI总线设备和LabVIEW快速图形开发环境，快速建立起嵌入式计算机测试平台。基于PXI总线的测试系统结构如图1所示。由信号采集与调理模块、PXI数据采集卡和PXI工控机组成的数据实时采集系统。

2、产品测试流程控制

2.1单板测试流程

单板测试包含嵌入式计算机测试和控制分组件测试。

2.1.1嵌入式计算机测试

嵌入式计算机测试时，测试设备分别通过2个双向的RS422串行接口向嵌入式计算机发送数据，串行连路工作正常后，要求嵌入式计算机进行计算机内部资源的检测外（如CPU、片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器），并要根据外围的测试激励，进行相应的处理，产生嵌入式计算机完好标志，并且能够对外围接口电路进行正确的读写操作。嵌入式计算机测试时，测试设备模拟4路执行部件反馈信号，经过控制分组件处理后，传输到嵌入式计算机进行采集，并且将采集到的结果以数字量的方式传输给测试设备进行分析和处理，给出执行部件反馈回路采集的精度分析。

2.1.2控制组件测试

测试设备通过并行数据总线测试板卡产生测试数据，控制组件接收到相应的数据后，进行解码、变换后，输出控制D/A的控制信号和数据，最终形成控制执行部件的4路模拟信号，测试设备实时采集4路执行部件控制信号，并且以图和表格的方式给出输入和输出间的关系，控制分组件的转换时间分析，D/A的转换精度分析，D/A输出的零位偏移，执行部件控制信号的正负限伏分析。测试设备模拟控制分组件产生产品自检正常标志生成的条件，在控制组件输出产品正常标志后，进行采集和分析，判断控制分组件自检模块功能是否正常。控制分组件测试图如图2所示。

2.2组合测试流程

控制电子组合综合测试时，测试设备通过429数据总线向控制电子组合装订任务。测试设备与嵌入式计算机共同完成各种功能测试。其主要功能有：下位机软件检测、控制电子组合与载机通讯功能测试、开关量的输入输出功能测试、遥测输出通道功能测试、加速度采集功能测试、角速度采集功能测试、温度和修正参数功能测试、执行部件控制信号输出功能测试、执行部件偏角反馈回路功能测试、产品自检模块功能测试、与探测器通讯功能测试等。

3、基于 LabVIEW的操作界面

3.1 参数设置

用户在执行产品测试之前可以先使用参数设置程序来设置测试系统的相关参数。测试类别分为：嵌入式计算机测试；控制分组件测试；电子组合综合测试。

3.1.1 嵌入式计算机测试

测试包括：内部资源和外围接口功能测试；控制部件偏角飞控回路采集功能测试；RS422接口功能测试。

3.1.2 控制分组件测试

测试包括：BMK接收和 D/A转换功能测试；自检模块功能测试；控制部件偏角反馈回路信号整理电路功能测试。

3.1.3 电子组合综合测试

测试包括：下位机检测软件；电子组合与载机通讯功能测试；开关量的输入输出功能测试；遥测输出通道功能测试；加速度采集功能测试；角速度采集功能测试；时间计数、温度和修正参数功能测试；控制部件信号输出功能测试；控制部件偏角反馈回路功能测试；嵌入计算机自检模块功能测试；与光机部件通讯功能测试；RS422接口功能测试。

3.2 窗口功能

（1）429指令队列：用来依次输入测试过程中需要发送的429指令；

（2）RS422指令队列：用来依次输入测试过程中需要发送的 422指令。

4、结语

数据采集、测试、过程控制、信息传输与通信等现代信息技术汇聚在一起，将最终导致标准化、规范化卡式仪器和软件化仪器的更广泛流行。虚拟仪器其发展将跟着通用计算机走、跟着通用软件走、跟着网络走的指导思想。继“软件就是仪器”的概念之后，将出现“网络就是仪器”的新观念。采用虚拟仪器技术和PXI平台设计的该产品嵌入式计算机自动测试系统能够模拟嵌入式计算机的各种输入/输出信号，并对嵌入式计算机的各种性能参数进行自动测试，同时具有测试数据管理、分析和测试报告自动生成等功能，实现了产品的自动测试和检验，为产品的生产和新品科研试验提供了重要的测试平台。该系统已交付使用，设备运行情况良好。

参考文献

[1]严平.虚拟仪器设备的总线技术.上海计量测试.2002，29（3）：13～15

[2]汤秀芬，魏凤兰.基于PXI总线的虚拟仪器系统的探析.宁夏工程技术.2003，2（1）：73～75