【摘要】：如今電子設(shè)備在通訊技術(shù)、航天軍工、汽車電子、醫(yī)療器械、智能家居等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣,其硬件系統(tǒng)的復(fù)雜程度和規(guī)模也不斷的提高。這對電子設(shè)備生產(chǎn)過程中的PCB電路板測試帶來了新的要求。測試技術(shù)水平對一個產(chǎn)品的整體質(zhì)量起到了關(guān)鍵性的作用,測試測量得出的結(jié)果也可以對前期的研發(fā)有著反饋作用,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)過程中,測試成本對整個產(chǎn)品成本影響巨大,甚至?xí)苯佑绊懼a(chǎn)品上市的競爭力。一個好的電路測試方案已經(jīng)成為復(fù)雜電子設(shè)備運行的可靠保障之一。本文結(jié)合某通信公司通信業(yè)務(wù)板卡實際功能測試需求,考慮到傳統(tǒng)大規(guī)模測試平臺搭建時需要很多臺儀表來覆蓋不同的測試案例造成測試投入成本高、測試儀互聯(lián)不穩(wěn)定的特點,提出了一種基于FPGA的可編程多功能測試方案,將傳統(tǒng)測試儀的一些功能,例如電壓檢測、頻率計、通用接口等集成在一臺儀表中。該方案通過對測試系統(tǒng)硬件、功能模塊重新設(shè)計,提高電路板測試效率同時也使得測試成本大大降低。硬件設(shè)計方面使用FPGA作為儀器的核心,單片機負責(zé)和上位機的交互。由于FPGA接口豐富且代碼執(zhí)行過程完全可以并行執(zhí)行,在多任務(wù)執(zhí)行過程中測試效率有顯著的提升。單片機和上位機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和對應(yīng)的芯片組成,FPGA控制芯片完成測試激勵輸出或者采集測試數(shù)據(jù)。每個芯片對應(yīng)傳統(tǒng)儀表的某個功能,將多個不同儀表的功能集成在一個儀表中,在實際測試時使其具有多個儀表的功能,降低了產(chǎn)品測試期間的儀表投入節(jié)約了測試成本。測試儀開發(fā)完成后,通過對其功能、性能、測試速率等方面與傳統(tǒng)測試平臺做比較,結(jié)果符合預(yù)期。目前該測試儀已經(jīng)用于工廠實際測試中,不僅僅節(jié)約了初次投入的成本還節(jié)約了平時使用時電力損耗。隨著工廠測試需求的增加,系統(tǒng)的使用范圍也從一個產(chǎn)品到覆蓋多個產(chǎn)品。另外該測試儀還預(yù)留了一些可編程接口,能夠?qū)崿F(xiàn)功能用戶自定義模塊,使得儀表的資源利用率更高、靈活性更強,能很好的適應(yīng)未來可能新增的測試要求。
【圖文】：

以便對電磁敏感電路模塊屏蔽。VXIbus 通過地址識別，一，，系統(tǒng)總線上最多可支持 256 個器件，這足夠組成大規(guī)模測比 GPIB 總線 VXI 有著諸多優(yōu)點，VXI 總線速度遠高于 G/s，最多可同時支持 256 個器件，且這些器件都可以直接插入機。由于有了這些優(yōu)點，基于 VXI 總線接口設(shè)計的儀器模塊已于精度要求極高的場合，如導(dǎo)彈、飛船、運載火箭等。XI 主要由美國國家儀表公司（即現(xiàn)在的 NI 公司）于 1997 年開推出，以 PCI(Peripheral Component Interconnect)及 Compact P些 PXI 特有的信號組合而成的一個架構(gòu)。PXI 融合了 PCI 總線最高傳輸速度可達 132Mb/s 或者 528Mbyte/s。在機械結(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。為了滿足測試過程中定時、同步通該總線定義涵蓋了儀器的參考時鐘、數(shù)據(jù)觸發(fā)總線、以及模塊1]。通過吸收 PCI 和 Compact PCI 兩者的優(yōu)點，PXI 相比 VXI 擁單等優(yōu)點，不足的是該標(biāo)準(zhǔn)并不適合高端場合。

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)開發(fā)的測試系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口類型輸協(xié)議等做了詳細的規(guī)定。在硬件上用統(tǒng)一的計算機顯示屏以軟面板的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的顯示屏。以集成化機箱代替?zhèn)鹘y(tǒng)機箱，從而避免了各儀器儀表在、面板、開關(guān)等方面重復(fù)配置，這也使得整個系統(tǒng)的體積大大縮減，成本大低，而且易于擴容非常適用于新一代電子設(shè)備的測試需求[13,14]。國內(nèi)對于測試測量技術(shù)的研究開始于 50 年代，研究的初期大多從國外直進一些測試測量設(shè)備。研究機構(gòu)對基于 FPGA 多功能測試儀的研究和應(yīng)用，都還處于初期階段。沒有形成一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[15]，有限的一些產(chǎn)品都是依照發(fā)達國家的標(biāo)準(zhǔn)上發(fā)展而來的，開發(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)。另外一些科研機后開發(fā)出了基于 FPGA 結(jié)構(gòu)的測試設(shè)備，例如基于 FPGA 的 PCI 高精度數(shù)集卡、DDS 信號發(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN407

【參考文獻】

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1 王劍鋒;;Altium Designer 10 PCB設(shè)計過程優(yōu)化探討[J];機電一體化;2015年06期

2 袁小凱;;信息化硬件測試標(biāo)準(zhǔn)與方法研究[J];網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用;2014年09期

3 柳炳琦;庹先國;賀春燕;劉明哲;魏丁一;李懷良;李良;;基于FPGA的通用SPI總線IP核設(shè)計與實現(xiàn)[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);2014年03期

4 董秀潔;王莉萍;;基于FPGA的IIC總線控制器設(shè)計[J];中原工學(xué)院學(xué)報;2014年01期

5 李國利;劉旭明;翟力欣;;基于FPGA與單片機的等精度頻率計的設(shè)計[J];電子設(shè)計工程;2013年22期

6 郝建;原茵茵;;FPGA復(fù)位的可靠性設(shè)計方法[J];電子科技;2013年10期

7 吳乾科;陳國慶;;FPGA的PS配置方式在顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];電子科技;2013年09期

8 李月;陳天華;;PCB功能測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];制造業(yè)自動化;2012年17期

9 井新宇;;基于SOPC的FPGA NiosⅡ嵌入式等精度頻率計設(shè)計[J];實驗室研究與探索;2012年06期

10 陳景波;丁旭;江維勇;;基于FPGA的等精度數(shù)字頻率計的設(shè)計[J];常熟理工學(xué)院學(xué)報;2011年08期

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1 洪萬帆;基于FPGA可重構(gòu)技術(shù)的多功能儀器設(shè)計[D];中北大學(xué);2016年

2 雷勝;基于FPGA的數(shù)字頻率計設(shè)計與仿真[D];黑龍江大學(xué);2015年

3 王舸;多功能一體化檢測儀的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

4 李敏;基于FPGA的硬件可重構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制[D];中國計量學(xué)院;2013年

5 楊文煥;基于FPGA的多路高精度A/D采集卡的設(shè)計[D];河北科技大學(xué);2013年

6 張洋;LXI多功能測試模件的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

7 王群澤;FPGA測試系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2011年

8 張建新;基于通用集成電路的數(shù)字頻率計設(shè)計與實現(xiàn)[D];天津大學(xué);2009年

9 沈毅君;手機硬件自動化測試方案實現(xiàn)方法的探究[D];華東師范大學(xué);2008年

10 尹寧寧;LXI儀器接口技術(shù)的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2008年

本文編號：2680592