第12章-测试系统集成技术课件.ppt

1、第12章 现代测试系统集成技术,12.1 测试（自动化）系统集成技术 12.2网络化测试系统 12.3 现代测试领域软件平台,12. 1 现代测试系统及其集成,概述 自动测试系统集成了仪器技术、总线技术、计算机技术、软件技术、可测性设计技术。 总线技术和软件技术的进步极大地促进了自动测试系统的发展。 现代自动测试系统特点：计算机与传感器结合产生了智能传感器；计算机与通信结合产生了基于TCP/IP的网络化测试技术；总线技术的发展行成了基于internet的分布式测试技术；基于移动通信的无线数据通信网。,现代自动测试系统,从自动测试系统概念出发，可以抽象出现代自动测试系统模型的构造要素:可程控测试

2、仪器、测试控制机、互联标准数字接口和软件系统。,(1)可程控测试设备(采用了标准化的通用可程控测量仪器接口总线（如IEEE 488）),(2)测试控制器 在功能上:测试控制器应该具有两种能力，第一是设备间互联的标准接口总线资源管理能力，第二是对测试系统的测试设备操作控制能力。 (3)标准数字接口总线系统 为了在开放式互联设备之间实行数字式信息交换所必须的一整套与设备有关的接口的机械、电气和功能要素，称为数字接口系统。 (4)测试应用软件及其开发环境 测试应用软件开发手段:是指测控计算机提供的操作系统、测试扩充高级编程语言、数据处理工具软件和程序故障诊断软件等。,12.1.1 测试系统中的标准总

3、线,自动测试系统首先要解决互联设备在机械、电气、功能上兼容，以保证各种命令和测试数据在互联设备间准确无误地传递。 可程控设备的标准接口总线解决了这一问题。 标准接口总线有RS232C，CAMAC，IEEE488，VXI，PXI，IEEE1394及USB总线等。 标准总线的优点：可以根据具体测试任务的需要，选用现成的标准总线接口的仪器（包括计算机），组建自动测试系统，系统也可以随时改建或重建。,1. VXI总线,VXI总线直接源于工业微机的VME总线，并在此基础上扩展了仪器需要的链式和星形两种触发总线、时钟和同步总线、本地总线、模块识别线和模拟信号线，还补充了仪器需要的几种供电电源。 VXI总线

4、的特点： VXI系统是基于计算机并行内总线的开放式标准。较高的测试吞吐量，数传速率高40Mb/s，易于实现系统网络控制，模块化结构，受到各界的广泛重视，获得了广泛应用。 VXI总线系统的结构为虚拟仪器的开发提供了更为理想的平台。,1) VXI测试系统硬件,VXI系统的硬件配置主要考虑主机箱、仪器模块和控制器的选用 。 控制方式有： GPIB总线控制方式 MXI总线控制方式 内嵌式计算机（控制器）控制方式,2)VXI模块式仪器系统示意图,2. GPIB总线,在上世纪50年代初提出自动测试系统的概念，人们遇到的第一个问题是可程控设备数字接口总线。 1990年，新的国家标准GB/T15946-199

5、5。 HP-IB，IEEE488、IEC625、SJ2479、IEC-IB、488BUS、IECBUS、ASC II BUS等等。在国内多称是GPIB，既通用接口总线（General Purpose Interface Bus）之意，GPIB是一种在有限距离内（例如在一个实验室内）的通用接口系统。 GPIB测试的特点：被联接的各设备之间可以互相直接通信，而不一定要通过中介单元（测试控制器）的媒介；采用三线挂钩的异步传输方式，使高速和低速设备可在同一个GPIB总线上构成异步系统； GPIB接口编程方便，且有丰富的GPIB-PC接口软件包。,1) GPIB的基本特性,GPIB总线是专为仪器控制应用

6、而设计的，是一种并行外总线标准. 互联方式(总线型) 系统实物连接如图，测试系统所使用的全部仪器和计算机均通过一组标准总线相互连接。,2） 数字总线结构,总线结构 16线制： 8条数据线：DIO8DIO1 （双向异步传递两种多线消息拜特）接口消息（ ATN=命令工作方式 ）：通令、专令、地址、副令 3条挂钩线： DAV线（ DAV =1） 数据有效 NRFD线（RFD=0）未准备好 NDAC线（DAC=0）未收到数据 5条管理线：ATN（区分“命令”和“数据” ）, REN（远控使能线 ）, IFC（接口清除线）, SRQ（服务请求线）, EOI（结束识别线）,3) GPIB器件模型,逻辑组成

7、模型 器件功能区： 完成器件所担负的测控功能,产生器件消息。 接口功能区： 实现器件间的匹配连接（机械、电气、功能，运行）用以管理和控制器件消息的传递。,GPIB器件/仪器模型,3.PXI总线,1997年NI公司发布的开放性、模块化仪器总线-PXI 。 PXI是PCI在仪器领域的 扩展，它将PCI总线技术发展成适合于试验、测量与数据采集场合(远程通信)的机械、电气、软件的规范。 PXI总线的特点： 具有台式PCI规范的相同的性能特征，有多达7个插槽，而大多数PC系统只有3-4 个插槽，系统扩展 采用PCI-PCI桥接技术。 PXI性能：33MHz性能；32-bit和64bit数据宽度；264M

8、B/s的数据吞吐率,1）PXI的机械规范及其特性,PXI仪器模块有3UPXI和6UPXI两种结构尺寸，J1连接器上定义了标准的32位PCI总线，所有的PXI性能定义在J2上。,2)PXI系统,3)PXI的电气性能,多机箱测试系统,4） 软件规范,PXI将Micorsoft Windows NT和 Microsoft Windows 95定义为其标准软件框架，并要求所有仪器模块都必须带有按VISA规范编写的WIN32设备驱动程序。,12.2网络化测试技术,两个问题摆在测试工程师面前： （1）异地测试系统间通信怎样解决？ （2）GPIB和PXI是测试领域专用接口总线与计算机匹配？ 12.2.1 分

9、布式网络化测试技术 分布式网络化测试系统.把TCP/IP协议嵌入现场智能仪器或传感器中，并把现场设备、测试总线作为络化节点，将现场测试装置与（室内）测试仪器连成有机的整体，使实时、动态的在线测试成为现实。,分布式网络化测试系统实例框图,系统原理：系统分为3级，第1级为管理级，包括网络服务器，通过高速以太网管理多个PXI/GPIB设备，并对终端上传的数据进行处理；第2级为测试总线级，配有嵌入式控制器 ，起现场测试装置主控机（网关）的作用；第3级为过程级，由传感器、智能仪表、测试装置组成。,12.2.2无线数据通信网,无线局域网技术标准主要有IEEE802.11、HomeRF和蓝牙等 . 基于GP

10、RS平台的自动测试系统 1. GPRS系统简介 GPRS是一种新的移动数据通信业务，它采用和GSM同样的无线调制标准、频带、突发结构、跳频规则以及TDMZ桢结构，具有GSM网络同样的覆盖范围。其覆盖性、可靠性和成本更加适合于工业应用。171.2kb/s的数据吞吐率,它面向移动用户提供IP或X.25服务.,2.基于GPRS平台的自动测试系统架构,它是在GPRS平台之上无线广域网，采用,移动内网动态IP+移动DNS（域名服务器）解析服务。利用RS485接口和GPRS终端相连接，现场数据就可以通过GPRS终端模块进入其他用户，同样其他用户也可以通过这条途径将信号返回到终端。,3.整体设计框图,由高速

11、ARM7内核的微控制器（MCU）作为核心。控制GPRS模块建立同移动基站的连接，以及提供同仪表通信的RS485接口。,MCU选择三星公司的S3C44B0X ; 嵌入式GPRS无线通信模块中GPRS Modem采用了德国SIEMENS公司的MC35 GPRS无线模块。 MC35中内嵌了PAP和11CHAP两种协议栈用于PPP连接到GPRS网络，当PPP连接建立后，MC35就能按照GPRS网络协议收发GPRS分组数据包并解析输出IP数据包。MC35提供了标准AT命令界而和一个RS-485接II用于与外部应用系统连接。,12.3 现代测试领域中的软件平台,12.3.1 测试软件开发工具及环境 软件技

12、术在测试系统中起着越来越重要的作用，测试系统已经成为以通用硬件为基础、以测试软件为核心的集成系统。 测试软件应具有开放性、可重用性、可扩展性 软件开发环境（software development environment）是提供给软件开发人员开发软件时使用的，由集成在一起的一组软件工具和软件信息库等组成。,基于Windows图形模式的测试软件开发环境,1) 可视化编程软件 在图形化的操作系统Windows出现以后，可在计算机屏幕上模拟真实仪器。常用的有Visual C+、Visual Basic等有代表性的用于测试软件开发的可视化编程软件是LabWindows/CVI 2) 图形化编程软件： 具有代表性的是LabVIEW和VEE,2.VisualC+/VB,VisualC+面向对象的可视化集成开发环境，众多的开发商支持的MFC类库， VisualC+ 封装了windows的API（应用程序接口），解决了win32平台应用程序的界面开发问题，具有 ActiveX控