（通信与信息系统专业论文）cdma2000射频自动测试系统的研究与开发(1).pdf

哈尔滨工业火学工学颁上学位论文 摘要 c d m a 2 0 0 0 ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s2 0 0 0 ) 是3 g 的一个重要标 准。2 0 0 5 年9 月，c d m a 发展组织c d g ( c d m ad e v e l o p m e n tg m u p ) 宣布， c d m a 2 0 0 0 在全球用户数已经超过2 亿，控制了8 5 的3 g 市场。从增长率 和对市场影响的角度而言，c d m a 2 0 0 0 是无线服务历史上最成功的技术。 随着中国3 g 牌照的发放，c d m a 2 0 0 0 将会得到快速的发展，也将拥有更加 广大的市场。c d m a 2 0 0 0 系统设备的生产效率与生产质量也就面临着巨大 的挑战。传统的c d m a 2 0 0 0 射频单扳的测试工作均采用手动测试方式，其 效率低下、劳动强度大等缺点严重制约着整个生产线的生产效率。为此，本 文研究并实现了c d m a 2 0 0 0 射频自动测试系统，系统地介绍了自动测试系 统的组成及其工作原理。 本文详细论述了自动测试系统的基本概念与应用意义，及其发展历程。 在此基础上讨论了c d m a 2 0 0 0 射频单板自动化测试系统的硬件架构和软件 架构。此外，还对c d m a 2 0 0 0 射频单板自动化测试系统使用的a t e n e t 自 ，一! 窒i ：鎏：些奎兰三兰璧当兰堡鎏兰 a b s t r a c t c d m a 2 0 0 0 ( c o d ed i v j s i o nm u l t i p l ea c c e s s2 0 0 0 ) i sa ni m p o r t a n ts t a n d a r d o f t h e t h i r d g e n e r a t i o n( 3 g )w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns v s t e m t h ec d m a d e v e l o p m e n tg r o u p( c d g ) a n n o u n c e dt h a it h en u m b e ro fc d m a 2 0 0 0 s u b s c r i b e r ss u r p a s s e d2 0 0m i l l i o nw o r l d w i d ei ns 印t e m b e ro f2 0 0 5 c d m a 2 0 0 0 c o n t r o l s8 5 o ft h e3 gm a r k e t c d m a 2 0 0 0i st h em o s ts u c c e s s f u lw i r e l e s s t e c h n o l o g yi nt h eh i s t o r yo fw i r c l e s ss e r v i c e si nr e g a r d st og r o w 出a n di m p a c to n t h em a r k e t s i n c ep u t t i n gc h i n e s e3 g1 i c e n s eo u t ，c d m a 2 0 0 0h a sb e e n d e v e l o p i n gf a s t e ra n dd e 印e r a n do w nw i d e rn l a r k e t t h ep r o d u c t i o ne f 行c i e n c y a n dq u a l i t yo fc d m a 2 0 0 0e q u i p m e n th a sb e e n1 1 1 e e t i n gb j g g e rc h a l l e n g e s i n c e t r a d i t i o n a lt e s tm e t h o do fc d m a 2 0 0 0r f ( r a d i of r e q u e n c y ) b o a r dh a sb e e n a c t u a l i z e db yh a n d ，t h ep r o d u c t i o ne m c i e n c yi sr e s t r i c t e db ym el o we m c j e n c y a n dt t l eh a r d e rw o r k i n gf o r c e t h i ss i t u a t i o nc o u l d n ts a t i s f yt h em a r k e td e m a n d a sa b o v e t h i sm e s i sh a sr e s e a r c h e da j l da c t u “i z e dt h ec d m a 2 0 0 0r fa u t o m a t i c t e s ts y s t e m i th a si n t r o d u c e dt h ec o n s t i t u t i o na n dw o r k i n gt t l e o r yo fa u t o m a t i c t e s ts y s t e m i nt h et l l e s i s ，t h eb a s i cc o n c e p t i o n ，a p p l i c a t ! i o ns i g n i n c a t i o na n dp h y l o g e n y h a v eb e e nd e s c r i b e di nd e t a i l t h e nt h ef r a m eo fh a r d w a r ea n ds o f t w a r ef o rt h e c d m a 2 0 0 0r fb o a r da u t o m a t i ct e s ts v s t e mh a sb e e nd i s c u s s e d f u n h e m o r e t h ea t e n e ta u t o m a t i ct e s ts v s t e mp l a t f o mf o rc d m a 2 0 0 0r fb o a r d 卸t o m a t i c t e s ts v s t e mh a sb e e ni n t r o c l u c e di nt h et l e s i s r fa 小o m a t i ct e s te q u i p m e n ti sa ni m p o r t a n tp a n ，w h i c hc o n n e c tt h ed e v i c e u n d e rt e s ta n dc o m p u t e r n sb a s i ct h e o r ya n df u n c t i o nh a v eb e e ni n t r o d u c e d a n d m a c r o f r a m e w o r ko ft t l es o f t w a r eo fm c u ( m i c r oc o n t r o lu n i t ) i nr fa u t o m a t i c t e s te q u i p m e n t ，d e s i g nt h e o r yo fe a c hf u n c t i o nm o d u l eh a sb e e nd e p i c t e dd e e p l y i nt e s t i n go fr fb o a r d ，r fi n s t r u m e n ti sa ni m p o n a n tt 0 0 1 1 no r d e rt o a c h i e v ea u t o m a t i ct e s t ，i ti sf i r s ts t 印t oc o n t r o lt h ei n s t r u m e n tr e m o t e l y a m e t h o df o rc o n t r o l l i n 2t h ei n s t m m e n tb a s e do nm i c r o s o f t r t u a lc + + i s i n t r o d u c e d ，a n dt h em e t h o do fp r o g r a mm ec l a s so fr fi n s “1 l m e n tu s i n gv i s a ( r t u a li n s t 邝m e n ts y s t e ma r c h i t e c t u r e ) 1 i bi ss p e c i f i e d t h eu s a g eo ft h ec l a s s 坠玺鎏三、业尘兰三差堡当耋兰鲨兰 i nt h ea u t o m a t i ct e s tp m g r a mo fr fb o a r di sa l s oi n t r o d u c e d i nt h el a s tp a r t ，i ti n t r o d u c e dh o wt od e v e l o pt h et p s ( 7 i e s tp r o g r 啪s e t ) o f a u t o m a t i ct e s ts y s t e mu s i n gt h em i c r o s o f tv i r t u a lc + + f o re x a m p l eo ff s b ( f r e q u e n c ys y n t h e s i z e rb o a r d ) b o a r d ，i ti n t r o d u c e dh o wt o u s et h ei n s t r u m e n t c l a s s ，r fa u t o m a t i ct e s te q u i p m e n tc l a s sa n da p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a mi n t e i f a c e ) i n t e r f a c es u p p l i e db ya t e n e ti nt p s f i n a u v ，i ti n t r o d u c e dt h a th o wt ou s et p s t ot e s tt h ec d m a 2 0 0 0r fb o a r d k e y w o r d sr fb o a r d ，a u t o m a t i ct e s ts y s t e m ，i n s t r u m e n tc l a s s ，t p s i i i 。 哈尔滨工业大学工学硕上学位论文 第1 章绪论 1 1 课题来源及研究的目的和意义 c d m a 2 0 0 0 、w c d m a 和t d s c m d a 是第三代移动通信系统的三大标 准，在未来中国的3 g 市场上，将都有可能广泛的应用。而作为3 g 技术三大 标准之一的c d m a 2 0 0 0 技术，一直是发展最快的。目前，c d m a 2 0 0 0 控制着 8 5 的3 g 市场，每个季度新增用户达1 5 0 0 万，这一速度是w c d m a 的三倍。 从增长率和对市场影响的角度而言，c d m a 2 0 0 0 是无线服务历史上最成功的 技术。因此c d m a 2 0 0 0 这一标准在未来的3 g 市场上将会得到广泛的应用 】。 c d m a 技术是在e 个世纪8 0 年代末9 0 年代初提出的，从最初的c d m a i s 一9 5 a 标准演进到2 5 g 的c d m ai s 一9 5 b 标准，然后再到之后的c d m a 2 0 0 0 标 准。经过多年的不断演进与发展，c d m a 2 0 0 0 技术已经成为全球3 g 三大主 流技术之一。最早的c d m a 2 0 0 0 商用网络是韩国的s k 电信公司和l g 电信公 司在2 0 0 0 年1 0 月推出的。其商用网络在韩国推出之后，由于系统演进平滑， 在网络建设和设备供应等方面未出现大问题，在业务上也保持了很好的延续 性，同时在市场反映以及用户发展等方面也都很好。基于此，原有的第二代 的c d m a 用户大都顺利过渡到了c d m a 2 0 0 0 系统。c d m a 发展组织( c d g ) 提 交的一份报告显示：全球c d m a 2 0 0 0 用户数量于9 月超过两亿，距2 0 0 4 年6 月 超过l 亿大关只有1 8 个月时间。目前六大洲的6 1 个国家部署了c d m a 2 0 0 0 。 在亚洲，c d m a 2 0 0 0 的用户为9 2 0 0 万，市场份额达1 2 ；在北美洲， c d m a 2 0 0 0 的用户为7 7 0 0 万，市场份额达3 5 ；在拉丁美洲，c d m a 2 0 0 0 用 户为1 5 0 0 万，市场份额达7 。j 。 c d m a 系统最大的特点之一就是能够从2 g 网络平滑演进到3 g 的 c d m a 2 0 0 0 系统。由于在技术和业务上保持了平滑的过渡，所以自2 0 0 0 年韩 国s k t 首次推出c d m a 2 0 0 0 商用业务以来，c d m a 2 0 0 0 用户一直保持着平稳 增长的态势。图1 1 列出了从2 0 0 1 年3 月到2 0 0 5 年9 月的c d m a 2 0 0 0 用户发展 情况 4 。”。 堕玺鎏三些銮兰三兰堡：耋堡芝兰 图1 1c d m a 2 0 0 1 0 用户发展史 f i g1 - 1c d m a 2 0 0 0s u b s c r i b e rg r o w 血h i s t o r y 在全球多家提供c d m a 2 0 0 0 成熟商用产品的厂商中，中兴通讯股份有限 公司( z t e ，以下简称中兴通讯) 作为较早研发c d m a 产品的厂商之一，遵循 c d m a 技术演进标准，以其雄厚的研发实力、完整的产品系列和解决方案， 其c d m a 2 0 0 0 产品在全球范围内近十余个国家得到了广泛的应用，取得了令 人瞩目的成就。中兴通讯的c d m a 移动通信产品及无线接入产品总计有近 7 5 0 万线已成功地在十余个国家的通信网络上运行。在中国，中兴通讯的 c d m a 移动通信产品及无线接入产品总计有近4 0 0 万线在为中国联通服务， 中国联通拥有全球最大的c d m a 运营网络。在迈向3 g 的进程中，中兴通讯 更是充分昭显在c d m a 领域的技术前瞻力和强大的研发能力，中兴通讯在中 国第个成功研制出c d m a 2 0 0 01 xe v - d o 移动通信系统，该系统具有全兼 容、人容量、高集成度、全系列化等特点，并于2 0 0 2 年6 月l o r 在香港3 g 峰 会上推出，演示了速率高达2 4 m b p s 的无线数据业务，即将投入商用m 4 j 。 为了满足不断扩大的市场需求，c d m a 2 0 0 0 系统设备的生产效率与生 产质量也就必须跟上市场快速发展的步伐。而在中兴通讯c d m a 生产线 上，c d m a 2 0 0 0 射频单板的测试工作均采用传统的手动测试方式，其效率 低下、劳动强度大等缺点严重制约着整个生产线的生产效率，已经远远不能 堕至鎏三些奎耋三兰璧兰堡鲨銮 满足市场的需求。因此，一套完整的射频单板自动测试系统的开发迫在眉 睫。 1 2 自动测试系统发展概况 1 2 1 自动测试系统简介 当今，电予信息学科日新月异的发展及其在各方面的日益广泛的应用， 对电子测量技术和电子仪器系统提出了越来越高的要求。测试的项目和范围 不断扩大，对测试速度和精确度的要求也与日俱增。许多现代化的系统，如 庞大的信息网、反应快速的武器系统、复杂的民航电子系统等的研制、调 试、生产等工作，对自动测试系统的依赖就更不言而喻了f 9 l 。 所谓自动测试系统a t s ( a u t o m a t i ct c s ts y s t e m ) ，通常是指在人工最小 参与的情况下，能自动进行测量和数据处理，并能以适当方式显示和输出测 试结果的测量系统，在此系统中，整个测试过程都是在预先编制好的测试程 序的统一控制下自动完成的。 真正高速、高精度、多参数、多功能的自动测试系统，使电子测量技术 与自动控制和电子计算机技术密切结合的成果，是电子测量仪器数字化与数 字信息系统相结合的产物。 现代自动测试系统，是以计算机为核心，网络通信技术、数据库技术、 自动测试技术等先进技术相结合的应用系统。而在硬件已闩渐成熟的情况 下，软件在整个计算机系统中则起着主导的作用，因此，软件也同益成为自 动测试系统的主体，成为决定整个系统的关键因素。 典型的自动测试系统主要由三部分组成，它们是自动测试设备 a t e ( a u t o m a t i ct e s te q u i p m e n t ) 、测试程序集t p s ( t e s tp r o g r a ms e t ) 和t p s 开发与运行环境“”“j 。 1 自动测试设备( a t e ) a t e 是指测试硬件和它自己的操作系统软件。测试硬件包括测试和测 量仪器、计算机、测试接口适配器、通信线缆等。a t e 的心脏是计算机， 该计算机用来控制复杂的测试仪器如信号源、信号分析仪、频谱仪等。这些 设备在测试软件的控制下运行，以提供被测对象中的电路或部件所要求的激 励，然后测量在不同的引脚、端口或连接点的响应，从而确定该被测对象是 否具有规范中的规定的功能或性能。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 a t e 有着自己的操作系统，以实现内部事务的管理，如自测试，自校 准等，跟踪预防维护需求及测试过程排序，并存储和检索相应的技术手册内 容。a t e 的典型特征是其功能上的灵活性，例如用一台a t e 可以测试多种 不同类型的电子设备。 2 测试程序集( t p s l t p s 是与被测对象及其测试要求密切相关的。典型的测试程序集由三部 分组成： ( i ) 测试程序软件； ( 2 ) 测试接口适配器，包括接口装置、保持紧固件及电缆； ( 3 ) 被测对象测试所需的各种文件。 习惯上，t p s 仅指测试程序软件。测试软件通常用标准的语言，如 a t l a s ( 国际通用的测试语言) 、c ，c + + 等写成。a t e 中的计算机执行测试软 件，控制a t e 中的激励设备、测量仪器、电源及开关组件等，将激励信号 加到需要加入的地方，并且在合适的点测量其响应信号。然后再由测试软件 束分析测量结果并确定可能是故障的事件，并提示维修人员剔掉或更换某一 或几个部件。 3 t p s 开发与运行环境 t p s 开发与运行环境基本上由t p s 软件开发平台、测试软件运行平 台、测试软件与数据管理平台组成。 开发测试软件要求一系列的工具，包括硬件的和软件的，但一般来说以 软件环境为主，这些工具统称为t p s 软件开发平台。测试软件运行平台运 行测试软件，对测试工位进行监控，对测试工位的资源信息测试信息进行管 理。其具体功能包括：存储测试程序和相关的数据；配置和控制测试资源； 建立和控制测试设备；检测设各工作状态；完成指定的测试：跟踪测试过程 等。测试软件与数据管理平台完成对测试软件的版本管理、软件下发、数据 存储、数据分析查询等功能【1 2 1 ”。 1 2 2 自动测试系统的发展 2 0 世纪5 0 年代中期，美国在新发展起来的一代尖端武器( 如含有大量 电子设备的飞机和导弹系统) 的维护检修方面，面临着许多棘手的问题。在 此背景下，美国国防部在1 9 5 6 年开始了一个称为s e t e ( 电子测试设备协调 部s e c r e t a r i a tt ot h ee 1 e c t r o n i ct e s te q u i p m e n tc o o r d i n a t i o ng r o u p ) 计划的研究 4 哈尔滨工业人学t 学硕士学位论文 项目，这就是现代自动测试的大规模研究的开端。”。 发展到一定程度后，a t s 很快突破了原先军事应用的狭窄范围，大约 从6 0 年代丌始应用于工业。a t s 的发展大体可分为三个阶段； 1 第一代自动测试系统 多为专用系统，是针对某项具体措施任务而设计的。主要用于要求大量 的重复测试，高可靠性的复杂测试。从功能上看，可分为三类：自动数据采 集系统( 如巡回检测系统) 、自动数据分析系统( 如自动化网络分析仪) 、自动 监测系统( 如综合程控a t s ) 。 第一代自动测试系统的组建比较麻烦，主要问题是组建者需自行解决系 统内仪器与仪表，仪器与计算机之间的接口问题。当系统的程控仪器较多 时，研制的工作量很大。这种系统适应性较差，改变测试内容是需要新设计 接口电路。 2 第二代自动测试系统 采用标准化接口总线积木式结构。系统中所有装置( 计算机、可程控仪 器、可程控开关等) 都带有标准化接口，它们之间用无源总线连接起来。克 服了第一叶e 自动测试系统的缺点。系统组建者无需设计接口电路，组建拆卸 容易，更改测试任务灵活简便。完成测试任务后，拆卸的所有装置、电缆都 可继续使用，设备利用率高。目前，这一代自动测试系统的应用及其广泛。 通用接口总线g p i b ( g e n e r a lp i l r p o s ei n t e 矗a c eb u s ) 是第二代a t s 应用最 广泛的接口总线，其它的接口总线标准，例如c a m a c ( 计算机自动测量与 控制接口总线，即i e e e 一5 3 8 ，主要应与核物理和航空领域的测试系统和其 它大型测试系统) ，也可以和g p m 结合使用。在使用微型计算机的数据采 集系统中，常用s 一1 0 0 接口总线。 3 第三代自动测试系统 无论是第一代还是第二代a t s ，都未充分发挥作为中央控制器的电子 计算机的作用，计算机只不过是用来控制各器件的动作，并做一些数据的整 理和计算，整个系统的测试过程基本上仅限于简单的模仿人工测试的步骤。 上世纪7 0 年代中期，第三代a t s 诞生了。它把计算机和测试仪器融为一 体，用计算机软件代替传统仪器的某些硬件，即用智力资源代替物资资源。 这类系统中某些仪器的部分硬件和整个仪器从系统中消失，而用计算机完成 它们的功能，形成一种所谓的“虚拟仪器”( n u a lh s t n l i n e n t ) 。 第三代a t s 是以计算机为中心的测试设备，它在钡9 试原理、总体方 案、测量方法等方面与传统的测试设备大不相同。第三代自动测试系统的应 童尘鎏三些釜兰二兰罂圭兰g 鎏耋 用将会引起传统测试方法的重大变革，同时对电子产品的设计产生深刻的影 响【1 8 20 1 。 1 2 3 自动测试系统的应用意义 自动测试系统的突出特点之一是速度快、操作简单、劳动强度小。节约 大量人力。自动测试系统包含具有计算、处理能力的控制器( _ u 般由计算机 束充当这一角色) ，通过标准接口与各种测量仪器连接，实时的对测量仪器 进行适当的配置，并通过接口适配器与被测件d u t ( d e v i c eu n d e rt e s t ) 相 连，控制被测件的工作状态与被测信号走向，在尽量简化的情况下达到多参 数、多功能的测试效果：测试结果可以多种方式输出；在测试过程中，可以 对各种复杂的数据进行处理、判断，测试之后，还可以对大量的测试数据进 行统计、分析，为产品的质量分析提供可靠的依据：此外，系统本身还可以 进行自校准和自检查，甚至还可能做出自判断和自修复。 自动测试系统避免了人为因素的误差，可获得十分良好的测试复现性； 通过进行大量的冗余测量，进行判断、分析和折算，可以在很大程度上消除 或削弱随即误差和系统误差，从而获得极高的测量精确度【2 ”。 c d m a 2 0 0 0 射频单板测试均采用传统的手动测试方式，测试人员在测 试中需要手动操作仪器，频繁的插拔射频线缆，对测试结果只做简单记录。 测试效率低。可靠性不高，成为射频单板模块测试的突出缺点，严重制约着 整个c d m a 2 0 0 0 产品线的生产效率与质量。 而自动测试系统的提出于应用从根本上解决了上面的问题。“一键到 底”的测试方式提高了生产测试效率也大大减轻了测试人员的劳动强度。测 试人员只需轻点鼠标，即可完成一块单板的所有测试项目。测试软件对测试 项目和测试流程的严格定义提高生产测试完备性，避免了手动测试带来的漏 测和误测。利用数据库技术对测试数据的统一管理和统计分析，实现了生产 状况的实时跟踪和测试数据的在线查询，为生产管理人员和单板研发人员的 质量改进提供了可靠的依据。 1 3 本文的主要内容 本文主要研究c d m a 2 0 0 0 射频自动测试系统的实现，搭建其硬件与软 件框架。在此基础上实现测试软件对测试设备与被测器件的自动控制，并实 现测试结果的自动处理与保存。 ! 竺玺釜三些查兰三兰璧主堡笙兰 第2 章射频自动测试系统 2 1c d m a 2 0 0 0 射频自动测试系统概述 c d m a 2 0 0 0 射频单板测试均采用传统的手动测试方式或者半自动测试 方式。手动测试要求测试人员在测试中需要手动操作仪器，频繁的插拔射频 线缆，对测试结果只做简单记录，测试效率低，可靠性不高。而半自动测试 方式虽然解决了一部分手动操作的繁琐步骤，但其测试软件只是针对某一种 单板而编写，软件和代码的复用性不商。且新的单板开发出来后，就需要重 新开发测试软件，测试人员又需要学习新的测试软件的使用方法，再加上各 个测试软件的界面不统一，测试结果保存零乱，不能形成有效的质量改进依 据，这些都成为射频单板模块测试的突出缺点，严重制约着整个 c d m a 2 0 0 0 产品线的生产效率与质量。 自动测试系统的提出与应用从根本上解决了上述问题。“一键到底”的 测试方式提高了生产测试效率也大大减轻了测试人员的劳动强度f z 2 j 。测试 人员只需轻点鼠标，即可完成一块单板的所有测试项目。其统一操作界面， 避免了测试人员对测试软件的重复学习。测试软件对测试项目和测试流程的 严格定义提高生产测试完备性，避免了手动测试带来的漏测和误测。利用数 据库技术对测试数据的统一管理和统计分析，实现了生产状况的实时跟踪和 测试数据的在线查询，为生产管理人员和单板研发人员的质量改进提供了可 靠的依据，大大提高了产品的生产效率和生产质量。 2 1 1c d m a 2 0 0 0 射频自动测试系统硬件架构 一个完整的自动测试系统需要包括三个部分：自动测试设备( a t e ) 、测 试程序集( t p s ) 和t p s 运行环境。自动测试设备属于自动测试系统的硬件环 境，测试程序集和它的运行环境则是它的软件系统。c d m a 2 0 0 0 射频自动 测试系统的硬件架构中主要部分就是自动测试设备，除此之外就是我们的被 测器件( d u t ) 。如图2 1 所示为整个c d m a 2 0 0 0 射频单板自动化测试系统 硬件架构。系统主要有以下几个组成部分： 1 服务器 2 工位测试计算机 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 3 射频仪器 4 射频自动测试仪 5 被测单板 图2 1 射频单板自动化测试系统硬件架构 f i g 2 1h a r d w a r ef r 啪e w o r ki nr fb o a r da u t o m a 廿ct e s ts y s t e m 服务器、工位测试计算机、射频仪器、射频自动测试仪和连接各部分的 线缆架构成了c d m a 2 0 0 0 射频自动测试系统的自动测试设备。服务器与工 位测试计算机之间使用网线通过h u b 连接，组成一个小型的局域网，实现 工位计算机向服务器的数据上报，以及服务器对工位计算机的设备管理、人 员管理、软件管理。工位测试计算机与射频仪器通过g p i b 电缆或者网线连 接，以此来完成计算机对仪器的控制与测试数据的读取。计算机与射频自动 测试仪之间通过r s 2 3 2 串口相连，控制射频自动测试仪，并通过自动测试 仪来控制单板工作状态、单板功能配置和单板射频信号的流向。被测单板的 射频信号经过射频自动测试仪的射频开关送至射频仪器进行测试，数字信号 通过扁平线缆送给射频自动测试仪。此外，某些射频单板需要的外部参考频 率由射频仪器提供。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 t r x ( 射频收发) 模块测试软件、r f e ( 射频前端) 模块指标测试软件和r f e 模 块写表测试软件。 本系统的t p s 软件运行在a t e n e t 自动测试平台客户端上，主要完成 了射频仪表的控制、射频自动测试仪的控制、仪器测试数据的读取和射频自 动测试仪数据的读取。 t p s 运行的自动测试软件平台是由第三方提供的a t e n e t 自动测试系 统平台软件。它从运行环境上分，也可分为两部分：服务器端和客户端。自 动测试平台不仅为t p s 软件提供了运行环境，而且还为整个系统提供了测 试软件管理、用户管理、测试设备管理、测试软件下发和升级、测试数据采 集、同志功能、测试数据浏览和分析等一系列功能。在下一节中，将做更详 细的介绍。 q a m s 是供生产管理人员、资料管理人员与单板研发人员进行数据查 询分析的工具。它工作于服务器端，构建于服务器的数据库之上，可对数据 库中的所有数据进行多条件的查询，并对查询的数据进行质量分析，为相关 人员提供质量改进的可靠依据。 2 2a t e n e t 自动测试系统平台 a t e n e t 自动测试平台软件主要用于电子产品的生产测试，实现测试 自动化。在没有此类产品之前，电子产品的生产测试设备开发工作量是比较 大的，因为每一种产品都要从头开始开发一套测试系统，即使公用也只是源 代码级的共享，对开发人员的要求也比较高，开发出来的测试设备之间差异 也比较大，每种测试设备都需要让测试人员学习其用法。而实际上这种测试 设备是有很多共性，例如测试流程控制是很相似的，所要显示的内容有很多 共性，存储的测试结果也完全可以统一。a t e n e t 测试平台软件就是总结 了这些共性之后开发的一个测试平台软件，它提供了开发和测试过程中大部 分共性的东西，使开发人员可以专注于具体测试业务的开发，对外围的东西 都不用仔细考虑，从而提高开发效率，同时使各种测试设备变得非常统一， 减少学习时问。a t e n e t 平台的个重要的特点是：它不止是一个独立的 测试系统，更提供了生产测试的比较完备的解决方案，从测试到测试数据的 采集、分析，测试软件的下发、自动升级，开发人员和测试人员的管理等。 从运行环境上分，系统主要由服务器端子系统和客户端予系统两个模块 细成。 兰兰鎏二些查兰三兰罂：耋堡鎏兰 2 2 1 服务器端子系统 自动测试系统服务器平台，主要负责服务器用于管理数据库以及对各客 户端程序提供通信和服务支持。 1 用户管理服务模块 a t e n e t 平台提供了一套完善的用，1 管理系统，包括运行于服务器上 的用户管理服务器程序和客户端的用户管理与权限控制模块，用户分为测试 人员、开发人员、管理员三个级别，每个级别的用户可以做的操作都可以配 置，用户权限主要包括用户可以操作哪些菜单、哪些功能、哪些设置等等。 2 数据采集服务模块 a t e n e t 平台可以通过网络将测试数据传送到中心数据库服务器上， 这些历史数据一般来说都是很有用处的，例如对数据进行分析，作为存档的 记录等。 3 测试软件下发和升级服务模块 a t e n e t 平台提供了完善的测试软件下发和自动升级的机制，可以通 过工具将测试软件上传到版本管理服务器上，测试人员在测试平台客户端就 可以下载到测试软件，a t e i n e t 平台提供了完善的下发安全机制，保证测 试软件安装之后就不能任意拷贝，并且可以设置每个测试软件的使用期限。 某个测试软件如果归档了新的版本，则使用此测试软件的所有客户端在测试 之前会自动下载并升级到新版本，保证所有测试设备上运行的都是最新版本 的测试软件，也避免了人工软件升级带来的隐患。 4 数据浏览分析服务模块 a t e n e t 平台套件中包括一个功能强大的数据浏览和分析工具，不止 进行数据的浏览，还可以查看各种曲线图、计算测试的通过率、缺陷情况、 缺陷分析等，并且可以在任意机器上使用此工具。 5 设备管理服务模块 a t e ，n e t 平台可以通过服务器集中管理测试设备，每一台测试设备都 可以命名，可以在服务器上查看所有在线的设备，可以禁用某一台设备等。 2 2 2 客户端子系统 a l t e | n e t 自动测试平台客户端为测试员提供了测试操作、相关设置以 及本地测试结果查询等丰富的功能。 哈尔滨工业大学工学确上学位论文 1 摹本测试功能 提供完善的测试功能，包括灵活的串并行测试流程控制，单项抽查测 试，多工位的并行测试支持，被测物条码( 序列号) 输入校验功能等。 2 测试工程管理 对丌发人员提供本地测试工程相关信息管理的功能模块，包括工程的创 建、分类、修改、删除等。 3 客户端用户管理 客户端提供用户登录、鉴权等操作的功能。 4测试软件f发和升级 客户端可以通过网络访问服务器下载测试软件，并可在服务器上有新的 软件版本时自动升级。 5 客户端测试数据采集 客户端负责从自动测试程序接收、加工、处理测试数据的功能模块，同时实现测试数据的本地存储和向服务器端上报测试数据的功能。 6 本地测试数据浏览 客户端提供本地测试数据浏览的功能。7 同志 a t e n e t 提供了完善的日志功能，可以记录各种h 志信息，例如用户 登录、下载软件、测试等操作，以方便查询和故障分析。 2 3 本章小结 c d m a 2 0 0 0 射频单板测试均采用传统的手动测试方式或者半自动测试 方式。手动测试和半自动测试方式存在着种种缺点，自动测试系统的提出解 决了手动测试和半自动测试中存在的问题。 本章提出了c d m a 2 0 0 0 射频单板自动化测试系统的硬件架构和软件架 构。此外，还对c d m a 2 0 0 0 射频单板自动化测试系统使用的a t e n e t 自动 化测试系统平台作了简要介绍。 在下面几章中将对c d m a 2 0 0 0 射频单板自动化测试系统的关键技术和 重要组成部分做详细的介绍。 ， 堕釜堡士些尘差：耋翟圭兰竺耋；：i 三 第3 章射频自动测试仪 c d m a 2 0 0 0 射频单板与模块种类繁多，各种单板和模块的接口，无论 是数字接口还是射频接口都有很大的差别，即便某些单板有着相同的接口， 但其各管脚的定义和实现的功能也一定不同。为了实现所有射频单板和模块 的自动化测试，连接被测器件d u t ( d e v i c eu n d e rt e s t ) 时，就需要有相应的 接口设备连接d u t 和a t e ，这样的设备统称为接口适配器f 2 引，在本系统 中，称它为射频自动测试仪。它完成d u t 到a t e 的机械与电气连接，并且 为a t e 中的各个信号点到d u t 中的相应i ，0 引脚指定信号路径。 3 1 功能原理 射频自动测试仪主要包括两部分：通用接口板和射频开关板。如图3 1 所示，除去图中标示为射频开关板的部分，为通用接口板。通用接口板与射 频开关板之问通过1 0 线的扁平电缆完成电气连接，实现通用接口板对射频 开关板的自动控制。 此外，对于一些特殊的射频单板，如数字中频模块d i f ( d i g i t a l i n t e r m e d i a 【ef r e q u e n c ym o d u l e ) 和功率驻波比检测板p v d ( p o w e rv s w r d e 钯c tb o a r d ) 还需要一块背板与其相连。 从图中可以看到，射频自动测试仪与计算机之间，可以通过r s 2 3 2 串 口通信，实现计算机对射频自动测试仪的控制。通用接口板集成了各种单板 测试需要的数字接口，通过缓冲器与e p l d 连接，并在e p u ) 中分配相应的 逻辑地址，对应到单片机的扩展r o m 的地址空间。这样，对于这些接口， 只需在单片机软件中向对应的地址写入或读取数据就可完成在这些单板的数 字接口的读写操作。 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 图3 1 射频自动测试仪原理框图 f i g 3 1f u n c t i o n a lb l o c kd i a g r a mo fr fa u t o m a t i ct e s ti n s t m r i l c n t 对于射频单板的模拟信号，则由射频开关板实现射频信号的走向控制。 如图3 2 所示为射频开关板的原理框图。射频开关板可以实现两组1 6 的 射频信号的走向控制。射频开关板接受到来自通用接口板的射频开关切换信 号后，通过一个3 - 8 译码器，控制内部开关的通断，以实现射频开关的切 换。 图3 2 射频开关板原理框图 f i g 3 - 2f h l l c d o n a ib l o c kd i a g r a mo fr fs w i t c hb o 枷 3 2 单片机软件设计 通用接口板使用w i n b o n d 公司的w 7 8 e 5 1 6 b 单片机芯片。该芯片是一 个8 位微处理器，它含有一个片载可编程e p r o m 以提供单片机固件升级。 它的指令集与标准8 0 5 2 的指令集完全兼容。w 7 8 e 5 1 6 b 包括一个大小为 6 4 k 字节的主e p r o m 和一个大小为4 k 字节的辅助e p r o m 。存在于辅助 e p r o m 的加载程序可以实现主e p r o m 里软件的在线升级。此外，该芯片 还有5 1 2 字节的片载r a m ，具有4 个双向具有位寻址功能的i ，o 口和一个 4 位的附加p 4 口，3 个1 6 位的定时，计数器，一个串口，两个中断优先级。 下面，就介绍针对该单片机进行的单片机软件开发。 3 2 1 软件总体结构 本软件使用k e i lc 工具进行开发。k c i l 易学易用。k e i l c5l软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全windows 射频信号的走向控制。射频开关板接受到来自通用接口板的射频开关切换信 号后，通过一个3 - 8 译码器，控制内部开关的通断，以实现射频开关的切 换。 图3 2 射频开关板原理框图 f i g 3 - 2f h l l c d o n a ib l o c kd i a g r a mo fr fs w i t c hb o 枷 3 2 单片机软件设计 通用接口板使用w i n b o n d 公司的w 7 8 e 5 1 6 b 单片机芯片。该芯片是一 个8 位微处理器，它含有一个片载可编程e p r o m 以提供单片机固件升级。 它的指令集与标准8 0 5 2 的指令集完全兼容。w 7 8 e 5 1 6 b 包括一个大小为 6 4 k 字节的主e p r o m 和一个大小为4 k 字节的辅助e p r o m 。存在于辅助 e p r o m 的加载程序可以实现主e p r o m 里软件的在线升级。此外，该芯片 还有5 1 2 字节的片载r a m ，具有4 个双向具有位寻址功能的i ，o 口和一个 4 位的附加p 4 口，3 个1 6 位的定时，计数器，一个串口，两个中断优先级。 下面，就介绍针对该单片机进行的单片机软件开发。 3 2 1 软件总体结构 本软件使用k e i lc 工具进行开发。k c i lc 5 1 是美国k e i ls o f t w a r e 公司 出品的5 l 系列兼容单片机c 语言软件开发系统，与汇编相比，c 语言在功 能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。k e i l c 5 l 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全w i n d o w s 界面。 哈尔滨工业火学工学硕_ _ _ l 学位论文 如图3 3 所示为软件的总体结构，从总体上看，软件可分为4 个部分： 上电初始化、串口通信、数据处理，执行命令： 1 上电初始化中完成了单板上电或复位后对数据的初始化、单板各模块 的初始化以及单片机内部定时器的初始化。 2 串口通信完成m c u 与p c 的数据交互。 3 数据处理完成从p c 机接收到数据后对数据进行分析，验证数据的正 确与否，并提取命令码。 4 命令执行是根据提取的命令码执行相应的操作，并向p c 返回相关数 据。 图3 3 单片机软件总体结构 f i g - 3 3g 9 1 0 b a ls t r u c t u r eo fs o f t w a r ei nm c u 下面将重点讲述单片机软件中比较重要的几个部分a 3 2 2 单板上电初始化模块 3 2 2 1 功能概述初始化模块完成单板上电或复位后对数据的初始化、单 竺玺鎏三些查兰三兰蝥圭兰堡耋吝 板各模块的初始化以及单片机内部定时器的初始化。 在单板上电或复位后，首先要对单片机运行指示灯做初始化。 数据的初始化主要是指对单片机数据接受暂存单元和发送数据暂存单元 的初始化，初始化为o x f f 。此外对一些全局变量作必要的初始化。 单板模块初始化是初始化模块中最重要的工作，它完成了单板上各控制 端 j 的仞始化、射频开关的初始化、d a 转换器件的初始化以及电源开关初 始化 其中控制端口的初始化包括：r x b 衰减初始化、l n a 衰减初始化、缓 冲器方向初始化。t x b 衰减通过d ，a 转换器来控制输出电压实现，因此， 在初始化中也要对d a 转换器进行初始化。 射频开关初始化是对射频开