VXI总线范文

VXI总线范文（精选3篇）

VXI总线 第1篇

1 自动测试技术及其系统

自动测试系统包括:自动测试设备硬件和操作软件、测试程序集以及测试环境。到目前为止经历了专用测试系统、积木式自动测试系统 (基于GPIB总线, 程控台式仪器组成 (和模块化自动测试系统共三代自动测试系统。

专门用于监测系统测试的自动测试系统在第一代无线电测量仪器向智能化方向发展的初级阶段, 上50年代左右, 根据具体需求而设计的, 用于简单的大量重复测试和一些复杂但稳定性高的应用中。

显然这一代测试系统缺点很明显, 系统稍复杂, 需要参与的设备就会很多, 相关费用开支很大, 并且系统适应性很差, 容易受外部影响, 通用性能也不是所有的接口电路都具备。第二代的出现, 代替了第一代自动检测系统, 主要是标准化的通用接口和积木连接式的母线形势标准化。

上世纪70年代初, 主要的一些自动检测系统都采用了第二代的自动检测系统, 原因是他的标准化的接口比较系统化, 能够测试各种远程监控、计算机和可控制的开关等, 并且能够将接口与母线连接起来, 搭建成积木的形式, 可以更方便的组建系统, 也能够增加系统的灵活性, 使测试内容更加完善。但是前两代自动检测系统并没有完全发挥他的主要作用, 对于处理数据和进行数据分析没有达到预期的效果, 这时的测试系统基本处于对人工测试的模仿阶段。

20世纪70年代中期, 第三代自动测试技术的概念伴随着计算机的迅猛发展出现了。他有效的把计算机和测试系统紧密地结合起来, 利用计算机对测试信号进行解析, 用计算机软件代替测试仪器, 从而形成了“虚拟仪器”大大的增强了仪器的功能和使用范围, 使测量仪器发生了翻天覆地的变化, 对电子测量领域带来了一场真正的革命。虚拟仪器主要是在20世纪70年代中期所产生得, 但是在20世纪80年代后期才逐渐发展起来。处在发展阶段的还主要靠第三代自动测试系统。

2 虚拟仪器技术

虚拟仪器的概念最开始在1986年由美国NI公司首先提出, 它利用计算机的强大计算能力是硬件仪器实现软件化处理, 大幅度降低设备成本并很好的增强了系统的功能。

现代计算机和仪器测量技术相结合产生了虚拟仪器, 是传统测量仪器在全部或部分功能在计算机上软件化得到的。通过更加灵活人性化的设计更好的实现了对测量仪器的控制。虚拟仪器进一步把计算机资源和各种通用模块化功能硬件以及挖掘采集数据、分析数据、通信系统变换等一些主要的软件应用相结合进行完善。

虚拟仪器的发展技术经过了十几年的洗礼, 系统中的总线技术正在沿着标准化的模式前进着, 驱动程序化、软件硬件模块化和编程平台的图形用更加先进的方法再不断地进步和完善, 已经成为虚拟技术为首的计算机通信技术的重要的组成部分。

3 基于VXI总线的虚拟仪器硬件平台

VME总线在测量仪器领域的扩展主要是VXI总线。这种新型的测量检测系统标准化模式预示着一种全新的、开放式的、适用于全世界不同国家、厂家和不同领域的行业化标准的检测。它具备了太多的大众化优点, 更加的系列化, 通用化, 模块化和标准化, 不仅保留了GPIB智能仪器和VME总线的特点, 而且涵盖了更加高速的模拟板块程序, 更便于使用。集测量、计算、通信功能于一体。

VXI系统的主要特点就是能够在不同的环境中不停地重复的进行使用, 还可以像积木一样进行多重的组合, 完成系统的自动检测, 并且具有很高的准确率和控制率, 有良好的互换性, 对于一些不同厂家的产品都可以很容易的集成在一个控制系统中。

VXI系统标准化程度高具有64位扩展能力, 并且体积小, 根据所涉及的领域, 都制定了标准规程, 如控制方式、通信协议、机械、电气、软面板和驱动程序等诸多方面。全方位的使VXI系统具有超强的兼容性。为使自己的资源得到更广泛的应用, 两大联盟还开发了与其他系统和总线相连接的转换模块, 使其具有更大的兼容性和包容性。

VXI系统总线针对第二代、第三代测试系统各种优缺点, 进行优化提升, 实现了高速模块通信同步, 使高速数据传输等场合VXI得到应用。经过多年的发展, VXI系统凭借自身具有着巨大优势, 它的组建更方便, 能实现组建大规模自动测量系统, 对要求精度高的场合有着不可比拟的优势。它也必将成为程控仪器主流总线。

1987年7月, 世界上很多著名的测试仪器公司组成的联合体共同提出了一个比较规范的VXI总线检测系统版本, 经过多次的修改和不断地完善, 于1992年9月被IEEE正式批准为IEEE-1155-1992标准。自从问世之后, 使用量不断增长, 检测系统超过了50亿美元, 生产厂商已达三百多家, 显示出它的巨大优势和强大生命力。

一项新的技术, 大多都是首先出现在军队中的。通用的自动化检测系统也主要是针对于美国军方的多系统和多武器平台, 并且美军也已形成了各种军种的内部通用的系列化自动测试系统。

对于美国国防部已经批准的了的自动检测系统测试主要包括:海军的全自动的支持系统模式, 陆军的针对监测的集成系统模式, 空军的全自动通用系统模式, 这些系统模式能够自动检测海湾战争的中他们各个部门起到的关键作用, 而且主要是使用了VXI总线。

VXI总线技术在国防、航空航天、通信等领域集中开发比较发达, 近年来VXI总线自动测试系统已拓展到下述主要领域:科研教育、船舶车辆、能源交通、石油开采、医疗与生物工程等。

摘要：计算机按照事先预定好的程序进行检测、采样和相关测量, 这就是自动测试技术。他可以进行信息的处理、判读和记录。信息技术也是由自动检测系统虚拟技术与计算机通信技术和网络技术组成的。

关键词：自动测试系统,VXI总线

参考文献

[1]M.J.Stora, Standard Automatie Test System (SAI) .Hard ware Inter facest and ards, AUTO TESTCON 2002.

VXI总线 第2篇

摘要：在介绍VXI总线协议的基础上，通过对器件寻址、端口地址译码、DTB总线仲裁和中断仲裁等几部分工作原理的分析，提出了一种VXI寄存器基接口电路的实现方法，并给出了用可编程逻辑器件实现的过程。该接口电路已在多种VXI寄存器基器件中得到应用。

关键词：VXI总线 寄存器基 地址修改码

VXI(VMEbus eXtention for Instrumentation)总线是一种完全开放的、适用于各仪器生产厂家成为高性能测试系统集成的首选总线。VXI总线器件主要分为：寄存器基器件、消息基器件和存储器基器件。目前寄存器基器件在应用中所占比例最大(约70%)，其实现方法在遵守VME协议的前提下，根据实际需要各有不同。VXI接口电路用于实现器件的地址寻址、总线仲裁、中断仲裁和数据交换等。设计VXI接口首先需明确寻址空间和数据线宽度，VXI器件寻址有A16/A24、A16/A32和A16三种。A16/A24寻址支持16M字节空间，A16/A32寻址支持4G字节空间，A16寻址支持64字节地址空间，但不论哪种寻址方式，A16寻址能力是不可缺的。本文设计的VXI寄存器基接口电路是A16寻址的，支持D8和D16数据线传输，有较宽的使用范围。其接口电路原理框图如图1所示。

1 DTB及DTB仲裁

DTB(数据传输总线)及DTB仲裁是VXI接口的核心，DTB主要包括：寻址总线、数据总线和控制总线。其主要任务是：①通过地址修改码(AM)决定寻址空间和数据传输方式。②通过DS0*、DS1*、LWORD*、A1控制数据总线的宽度。③通过总线仲裁决定总线优先使用权。

VXI总线器件在A16(16位地址)寻址时，有64字节的地址空间，其呈部分作为器件配置寄存器地址(已具体指定)，其余可用作用户电路端口地址。每个器件的寄存器基地址由器件本身唯一的逻辑地址来确定。地址修改线在DTB周期中允许主模块将附加的器件工作模式信息传递给从模块。地址修改码(AM)共有64种，可分为三类：已定义修改码、保留修改码和用户自定义码。在已定义的地址修改码中又分为三种：①短地址AM码，使用A02～A15地址线;②标准地址AM码，使用A02～A23地址线;③扩展地址AM码，使用A02～A31地址线。A16短地址寻址主要是用来寻址器件I/O端口，其地址修改码为：29H、2DH。

图2为VXI器件寻址电路图，其中U1为可编程逻辑器件，其表达式为：VXIENA*=AS*+!IACK*A14+!A15+!AM5+AM4+!AM3+AM1+!AM0;(!IACK*表示系统无中断请求)。寻址过程为：当VXI主模块发出的地址修改码对应为29或2D、总线上地址A6～A13和逻辑地址设置开关K1的设置相同并且地址允许线AS有效时，图2中的MYVXIENA*有效(为低)，表示本器件允许被VXI系统寻址。在允许本器件寻址的基础上(即MYVXIENA*有效)，再通过MYVXIENA*、A1～A5、LWORD*、DS0*、DS1*译码生成64字节地址，根据VME总线协议可译出单字节地址和双字节地址。协议协定：当单字节读写时，奇地址DS0*为低、DS1*为高，偶地址DS1*为低、DS0*为高，LWORD*为高;双字节读写时，DS0*和DS1*为低、LWODR*为高;四字节读写时，DS0*、DS1*和LWORD*都为低。

DTB数据传输应答主要依赖DTACK*和DS0*之间的互锁性握手关系，而与数据线上有效数据什么时候出现无关，所以单次读写操作的速度完全决定应答过程。为适应不同速度用户端口读写数据的可靠性，本文采用由用户端口数据准备好线(DATREADY*)

VXI总线 第3篇

关键词：VXI总线,RWR,自动测试,故障诊断

0引言

随着新型电子器件在雷达告警设备 (RWR) 中的应用, 其智能化程度越来越高, 结构越来越复杂而紧凑, 这大大加重了测试和诊断的难度。而在实际使用中, 为保证RWR功能有效发挥, 要求能对其进行以性能测试和故障诊断为主的技术保障:既能快速、准确、高精度地对设备各种参数进行测试, 又能为排除故障提出指导性建议。因此, 研制和开发适合RWR技术保障要求的测试诊断系统具有重要意义。

本文采用VXI总线技术组建了一个RWR自动测试诊断系统。该系统是一个以工控机为核心, 以VXI总线仪器为依托, 以适配器为桥梁, 集控制、数据采集和处理、存储、分析、显示、打印于一体的系统。它既可以完成RWR整机性能、功能的测试, 又能单独对每一个外场可更换单元 (LRU) 进行定性和定量检测及故障诊断。

1系统硬件结构

本系统硬件设计思路:按照模块化、通用化、标准化原则选用VXI总线结构, 根据测试需求确定测试资源种类, 依照性价比要求选择资源型号, 考虑短研制周期要求优先使用熟悉的硬件产品[1]。在上述思路指导下, 设计系统硬件结构如图1所示。

1.1 测控计算机

测控计算机 (TCC) 是系统的核心。本系统采用研华军用加固笔记本, 外设包括Agilent的USB/GPIB接口转换器82357A、鼠标、打印机、UPS电源等。

1.2 VXI总线仪器及模块

VXI仪器具有高速率、高精度、易扩展、小型、轻便等特点, 因而在自动检测设备 (ATE) 领域得到了广泛应用[2]。本系统的VXI仪器采用外置控制器方式, 因此, VXI总线仪器有:13槽C尺寸VXI主机箱1261B, 用于承载所有VXI模块, 并提供电源及控制接口;IEEE1394 VXI零槽控制器E8491B, 用作VXI零槽及资源管理, 它通过IEEE1394总线与TCC进行通讯[3];48通道TTL数字I/O模块VM1548, 用于被测RWR输入/输出TTL电平信号的提供/测量和适配器内继电器的控制[4];4通道串口接口模块VM6068, 用于RS 422通讯信号的模拟和接收;矩阵开关E1466A用于完成各个测量通道的切换;6.5位多用表E1412A用于测量各种电压、电阻;示波器E1428A用于测量各种视频脉冲及SA2U同步信号的采样;同轴开关SMP6101用于完成视频信号的切换[5];脉冲/码型发生器E8311A, 用于模拟各种脉冲雷达的视频脉冲;任意函数发生器E1445A, 用于产生锯齿波信号, 驱动功率放大电路输出具有一定电流驱动能力的X, Y偏转信号。

1.3 GPIB总线仪器及附件

由于大功率、特高频的VXI总线仪器比较少, 系统选用了GPIB总线仪器作为补充, 以适应被测件的特殊需求[6]。本系统的GPIB总线仪器有:微波信号源E8257D及微波开关8766K、喇叭天线附件, 用于模拟各种雷达信号[7];转台控制仪及转台, 设置转台参数 (转速、转向、旋转) 以转动被测件[8], 达到测量RWR测向误差的目的。

1.4 接口适配器

接口适配器 (TUA) 是被测RWR信号的预处理和转接装置, 完成被测件与VXI总线仪器、GPIB总线仪器及附件接口的机械、电气连接。接口适配器主要由电源组件、信号调理板、资源分配板、继电器控制板等组成。电源组件将220 V/50 Hz交流转换成28 V/3 A, 5 V/5 A, 6 V/0.5 A, 12 V/1 A, 15 V/0.5 A, 24 V/0.5 A, -6 V/0.5 A, -12 V/1 A, -15 V/0.5 A直流电源, 给被测RWR、微波开关等提供电源;信号调理板主要完成各种VXI模块资源信号的放大、匹配、调理;资源分配板将各VXI模块资源分配至适配器前面板的被测件接口及信号调理板中。继电器控制板主要完成对七种LRU的电源供给控制。

1.5 连接电缆

连接电缆有四种:第一种是仪器控制电缆, 如IEEE1394总线电缆、GPIB总线电缆等;第二种是仪器和接口适配器间的输入/输出电缆;第三种是连接接口适配器和被测件的测试电缆;第四种是附件连接电缆。

2系统软件设计

系统软件部分以Windows XP为操作系统、以GPTS 3.0为测试程序开发和运行环境、以INCON 2.0为故障诊断推理平台进行设计, 负责完成测试和诊断流程的管理、程序的运行、数据的分析、结果的记录等功能。系统软件采用模块化设计, 主要包括:系统管理模块、系统自检自校模块、性能功能测试模块、故障诊断模块、仪器驱动模块、数据库与知识库模块、交互式操作手册模块等, 其软件结构如图2所示。

系统管理模块:负责进行系统用户的身份验证、管理、状态的设置、各程序模块的调度等功能, 是各个功能模块的管理中心。

系统自检自校模块:主要完成系统构造检查、仪器自检控制、信号转接中枢逻辑可靠性和准确性检查以及检测接口连接可靠性检查。

性能功能测试模块:完成RWR整机及各LRU性能、功能指标的测试, 它是决定测试是否满足需求、测试结果是否准确可靠的重要因素。性能功能测试模块采用面向信号的ATLAS标准化测试语言编写, TPS (测试程序集) 开发较规范, 通用性、兼容性好, 与硬件平台无关[9]。

仪器驱动模块:测试程序与系统物理仪器的桥梁。主要包括:类仪器虚拟资源驱动、类仪器ACM驱动、IVI仪器驱动。类仪器虚拟资源驱动用于控制某一类仪器 (如DMM类仪器) 的共同行为方式, 是用COM实现的DLL形式的软件模块。它的主要功能是将ATLAS程序对测试需求的描述转换为对仪器的设置。类仪器ACM驱动是针对某类仪器的软件模块, 它将类仪器虚拟资源驱动对仪器的设置传递给IVI驱动层。IVI驱动用于实现与物理仪器的交互, 通过VISA软件I/O层与硬件直接交互, 具有COM和C两种方式。

故障诊断模块:用于RWR各LRU的故障诊断和定位, 给出维修的专家建议。故障诊断模块采用基于神经网络、模糊逻辑、专家系统的推理方法, 实现了故障诊断的智能化。

数据库与知识库模块:用于保存软件要用到的各种数据, 包括专家系统中的领域知识、测试数据及分析结果等。系统中的数据库包括专家知识库、测量结果数据库、诊断结果数据库、用户权限数据库、系统日志数据库等。

交互式操作手册模块:用于用户自我培训、巩固性学习、信息查询, 使用方便、灵活。

3系统测试诊断流程

根据RWR的特点和用户需求, 本系统采用了并行分级的测试思想[10]。用户可根据需要选择进行整机性能测试还是LRU测试。第一级对整机进行性能和功能测试和诊断, 故障定位到LRU;第二级对LRU进行功能、性能测试和诊断, 故障定位到内场可更换单元 (SRU) , LRU接口信息丰富的可定位到功能电路, 个别可定位到元件级。图3为RWR的测试诊断流程。

测试诊断流程如下:

(1) 开机, 用户身份验证。

(2) 系统自检。系统自检通过, 进入RWR测试环境, 用户可选择进行整机指标测试还是LRU测试。若系统自检失败, 启动系统自校功能对系统进行软件校准。校准完成后, 再次进行系统自检。

(3) 若用户选择整机测试, 系统将提示用户连接整机测试电缆。

(4) 启动RWR的BIT (机内检测) 功能, 并将自检结果输入系统。

(5) RWR自检通过后, 用户可灵活选择整机测试项目和测试次数, 设定后系统自动逐一测量。

(6) 根据整机指标测试结果判断RWR性能是否符合要求。若指标符合要求, 给出RWR功能、性能正常的结论, 输出测试结果, 测试结束;若指标不符合要求, 则进行LRU测试。

(7) 若第 (4) 步中RWR BIT报告有故障, 则略过整机测试, 直接进行LRU测试。LRU测试包括测向接收机、连续波接收机、指令信号接收机、数字分析器、字符显示器、控制盒、电源滤波器等测试。

(8) 进行测向接收机测试时, 用户可灵活选择测试项目和测试次数, 设定后系统自动逐一测量。若指标正常, 给出测向接收机正常的结论, 测试结束;若指标不正常, 则调入相应故障诊断软件进行诊断, 给出诊断结果和指导维修的专家建议。

(9) 其他LRU测试方法同 (8) 。

4结语

基于VXI总线的RWR自动测试诊断系统的设计, 从技术方案的确立、硬件集成到软件开发等方面都遵从了通用性、标准化、模块化的设计思想, 它具有很强的通用性、开放性, 可根据用户需要进行功能扩展。若要实现对其他同类被测对象的测试和故障诊断, 则只需设计相应的接口适配器、编写相应的测试和故障诊断程序。实践表明, 该系统用户界面友好、操作方便, 可对RWR各种功能、性能参数快速、准确地测试, 并依据测试数据, 进行故障诊断, 进而给出维修策略, 大大提高了测试和排故效率, 节省了维护保障费用, 具有较高的军事和经济价值。

参考文献

[1]陶东香, 贾绍文, 张娜.无源干扰设备自动测试诊断系统的研制与开发[J].计算机测量与控制, 2009, 17 (3) :467-468, 474.

[2]陈光礻禹.VXI总线测试平台技术[M].成都:电子科技大学出版社, 1996.

[3]Agilent Technologies.零槽控制器、示波器、多用表等模块用户手册[Z].2006.

[4]VXI Technology Inc.串口接口模块、TTL I/O模块用户手册[Z].2006.

[5]VXI Technology, Inc.SMIP II Series Switch Modularity andInterface Platform Plug-in Module Series User′s Manual[Z].2003.

[6]辜世勇, 唐晓莉, 余宏发, 等.基于VXI总线的通用硬件测试平台[J].国外电子测量技术, 2001 (4) :26-28, 27.

[7]Agilent Technologies.Test&Measurement Catalog2005/2006.

[8]李进杰, 柴舜连, 赵菲, 等.基于虚拟仪器技术的天线自动测量系统构建[J].现代电子技术, 2007, 30 (23) :115-116, 119.

[9]李行善, 左毅, 孙杰.自动测试系统集成技术[M].北京:电子工业出版社, 2004.