【摘要】：如今電子設(shè)備在通訊技術(shù)、航天軍工、汽車(chē)電子、醫(yī)療器械、智能家居等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣,其硬件系統(tǒng)的復(fù)雜程度和規(guī)模也不斷的提高。這對(duì)電子設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中的PCB電路板測(cè)試帶來(lái)了新的要求。測(cè)試技術(shù)水平對(duì)一個(gè)產(chǎn)品的整體質(zhì)量起到了關(guān)鍵性的作用,測(cè)試測(cè)量得出的結(jié)果也可以對(duì)前期的研發(fā)有著反饋?zhàn)饔?從而使產(chǎn)品更加完善。另外,在產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中,測(cè)試成本對(duì)整個(gè)產(chǎn)品成本影響巨大,甚至?xí)苯佑绊懼a(chǎn)品上市的競(jìng)爭(zhēng)力。一個(gè)好的電路測(cè)試方案已經(jīng)成為復(fù)雜電子設(shè)備運(yùn)行的可靠保障之一。本文結(jié)合某通信公司通信業(yè)務(wù)板卡實(shí)際功能測(cè)試需求,考慮到傳統(tǒng)大規(guī)模測(cè)試平臺(tái)搭建時(shí)需要很多臺(tái)儀表來(lái)覆蓋不同的測(cè)試案例造成測(cè)試投入成本高、測(cè)試儀互聯(lián)不穩(wěn)定的特點(diǎn),提出了一種基于FPGA的可編程多功能測(cè)試方案,將傳統(tǒng)測(cè)試儀的一些功能,例如電壓檢測(cè)、頻率計(jì)、通用接口等集成在一臺(tái)儀表中。該方案通過(guò)對(duì)測(cè)試系統(tǒng)硬件、功能模塊重新設(shè)計(jì),提高電路板測(cè)試效率同時(shí)也使得測(cè)試成本大大降低。硬件設(shè)計(jì)方面使用FPGA作為儀器的核心,單片機(jī)負(fù)責(zé)和上位機(jī)的交互。由于FPGA接口豐富且代碼執(zhí)行過(guò)程完全可以并行執(zhí)行,在多任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中測(cè)試效率有顯著的提升。單片機(jī)和上位機(jī)的通信可以更方便的處理字符串信息,更好的將字符串轉(zhuǎn)換為控制信息。功能模塊方面由FPGA和對(duì)應(yīng)的芯片組成,FPGA控制芯片完成測(cè)試激勵(lì)輸出或者采集測(cè)試數(shù)據(jù)。每個(gè)芯片對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)儀表的某個(gè)功能,將多個(gè)不同儀表的功能集成在一個(gè)儀表中,在實(shí)際測(cè)試時(shí)使其具有多個(gè)儀表的功能,降低了產(chǎn)品測(cè)試期間的儀表投入節(jié)約了測(cè)試成本。測(cè)試儀開(kāi)發(fā)完成后,通過(guò)對(duì)其功能、性能、測(cè)試速率等方面與傳統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)做比較,結(jié)果符合預(yù)期。目前該測(cè)試儀已經(jīng)用于工廠實(shí)際測(cè)試中,不僅僅節(jié)約了初次投入的成本還節(jié)約了平時(shí)使用時(shí)電力損耗。隨著工廠測(cè)試需求的增加,系統(tǒng)的使用范圍也從一個(gè)產(chǎn)品到覆蓋多個(gè)產(chǎn)品。另外該測(cè)試儀還預(yù)留了一些可編程接口,能夠?qū)崿F(xiàn)功能用戶(hù)自定義模塊,使得儀表的資源利用率更高、靈活性更強(qiáng),能很好的適應(yīng)未來(lái)可能新增的測(cè)試要求。
【圖文】：

以便對(duì)電磁敏感電路模塊屏蔽。VXIbus 通過(guò)地址識(shí)別，一，，系統(tǒng)總線上最多可支持 256 個(gè)器件，這足夠組成大規(guī)模測(cè)比 GPIB 總線 VXI 有著諸多優(yōu)點(diǎn)，VXI 總線速度遠(yuǎn)高于 G/s，最多可同時(shí)支持 256 個(gè)器件，且這些器件都可以直接插入機(jī)。由于有了這些優(yōu)點(diǎn)，基于 VXI 總線接口設(shè)計(jì)的儀器模塊已于精度要求極高的場(chǎng)合，如導(dǎo)彈、飛船、運(yùn)載火箭等。XI 主要由美國(guó)國(guó)家儀表公司（即現(xiàn)在的 NI 公司）于 1997 年開(kāi)推出，以 PCI(Peripheral Component Interconnect)及 Compact P些 PXI 特有的信號(hào)組合而成的一個(gè)架構(gòu)。PXI 融合了 PCI 總線最高傳輸速度可達(dá) 132Mb/s 或者 528Mbyte/s。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上act PCI 一樣的外型（如圖 1-4），所以也具有 Compact PCI 所具有殼及高性能連接器的特性。為了滿足測(cè)試過(guò)程中定時(shí)、同步通該總線定義涵蓋了儀器的參考時(shí)鐘、數(shù)據(jù)觸發(fā)總線、以及模塊1]。通過(guò)吸收 PCI 和 Compact PCI 兩者的優(yōu)點(diǎn)，PXI 相比 VXI 擁單等優(yōu)點(diǎn)，不足的是該標(biāo)準(zhǔn)并不適合高端場(chǎng)合。

昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論綜上所述基于 VXI/PXI/LXI 總線架構(gòu)開(kāi)發(fā)的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口類(lèi)型輸協(xié)議等做了詳細(xì)的規(guī)定。在硬件上用統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)顯示屏以軟面板的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的顯示屏。以集成化機(jī)箱代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)箱，從而避免了各儀器儀表在、面板、開(kāi)關(guān)等方面重復(fù)配置，這也使得整個(gè)系統(tǒng)的體積大大縮減，成本大低，而且易于擴(kuò)容非常適用于新一代電子設(shè)備的測(cè)試需求[13,14]。國(guó)內(nèi)對(duì)于測(cè)試測(cè)量技術(shù)的研究開(kāi)始于 50 年代，研究的初期大多從國(guó)外直進(jìn)一些測(cè)試測(cè)量設(shè)備。研究機(jī)構(gòu)對(duì)基于 FPGA 多功能測(cè)試儀的研究和應(yīng)用，都還處于初期階段。沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[15]，有限的一些產(chǎn)品都是依照發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)上發(fā)展而來(lái)的，開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品都是這些標(biāo)準(zhǔn)下的一些子模塊。華中科技大學(xué)的何領(lǐng)松教授主持開(kāi)發(fā)了“可重構(gòu)虛擬儀器系統(tǒng)-DRVI”[16]。擬儀器軟件總線是一種基于裝配式的可重構(gòu)虛擬儀器系統(tǒng)。另外一些科研機(jī)后開(kāi)發(fā)出了基于 FPGA 結(jié)構(gòu)的測(cè)試設(shè)備，例如基于 FPGA 的 PCI 高精度數(shù)集卡、DDS 信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀等[17]。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN407

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2680592