專利名稱：一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能lxi設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，屬于自動測試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
2004年9月由美國Agi 1 ent公司和VXI公司主導(dǎo)，聯(lián)合世界數(shù)十家著名儀器廠商， 共同推出了 LXI (LAN extension for hstrumentation)標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前唯——種基于網(wǎng)絡(luò)架 構(gòu)的自動測試系統(tǒng)平臺技術(shù)。它集臺式儀器的內(nèi)置測量技術(shù)和PC標(biāo)準(zhǔn)I/O連通能力及基 于插卡框架系統(tǒng)的模塊化和小尺寸等特點于一身；LXI繼承了 LAN所有優(yōu)點，并隨著LAN的 發(fā)展，其性能將會得到進(jìn)一步地提升，在此基礎(chǔ)上，LXI在定時、觸發(fā)、冷卻、電磁兼容等方面 具有優(yōu)勢；LXI是構(gòu)建于眾多工業(yè)及測試領(lǐng)域中得以驗證且應(yīng)用成熟的標(biāo)準(zhǔn)之上的開放式 標(biāo)準(zhǔn)，用其組建ATS具有很好的包容性和通用性；LXI設(shè)備智能化程度高，且具有LAN設(shè)備 的對等性，不僅能用于集中式測試系統(tǒng)組建，更適合分布式測試系統(tǒng)開發(fā)。與以往測試總線 (如GPIB、VXI以及PXI)相比，LXI技術(shù)具有更高的開放性、通用性、智能性和靈活性，是支 撐下一代分布式測試系統(tǒng)的主要技術(shù)之一。硬件設(shè)備是承載各種具體技術(shù)實現(xiàn)的載體，LXI設(shè)備必須實現(xiàn)符合LXI規(guī)范的接 口功能。以往在開發(fā)測試總線設(shè)備接口時，由于接口邏輯相對簡單，而且軟件協(xié)議也不復(fù) 雜，我們通常采用可編程邏輯器件或?qū)Ｓ媒涌谛酒O(shè)計儀器接口便可實現(xiàn)；而LXI規(guī)范采 用的LAN接口協(xié)議相對于以往的總線接口要復(fù)雜的多，尤其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧無法用硬件完全實 現(xiàn)，若用以往總線儀器接口開發(fā)方式，則無法實現(xiàn)LXI設(shè)備的LAN接口功能。目前，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)能很好的解決LXI設(shè)備的LAN接口開發(fā)問題。通常，嵌 入式系統(tǒng)的設(shè)計通常采用32位嵌入式處理器芯片，支持多種嵌入式操作系統(tǒng)，可以很容易 實現(xiàn)LAN接口功能，同時也使儀器具備了較高的智能。由于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度高，若采用該技術(shù)設(shè)計LXI儀器，需要設(shè)計者必須 熟練地掌握多方面技術(shù)，包括嵌入式系統(tǒng)軟、硬設(shè)計技術(shù)、LXI接口技術(shù)、測試儀器設(shè)計技 術(shù)、儀器驅(qū)動程序技術(shù)等。對于儀器設(shè)計者來說，LXI設(shè)備的開發(fā)將變得非常繁重。為解決 這一問題，可以采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計思想，根據(jù)LXI設(shè)備的特點，將LXI設(shè)備分為幾個 相對獨立的單元，并利用標(biāo)準(zhǔn)化的接口對其進(jìn)行封裝，使得LXI設(shè)備具有模塊化的特點，不 同的設(shè)計人員只需開發(fā)和維護(hù)相關(guān)的單元，而在各單元之間沒有功能的交疊，設(shè)計一個儀 器時只需將各單元簡單組合便可集成為一臺新的LXI設(shè)備，簡化了 LXI設(shè)備的設(shè)計復(fù)雜度。另外，由于嵌入式系統(tǒng)的使用，使得LXI接口單元的信息處理能力大大加強(qiáng)。即使 是開發(fā)一款功能簡單的LXI設(shè)備，也同樣需要一個功能強(qiáng)大的LXI接口，這樣會造成LXI接 口資源的浪費；另外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，測試任務(wù)也變得越來越復(fù)雜，同樣，對測試儀器功能 也要求更加綜合和復(fù)雜。因此，多功能儀器將是未來自動測試設(shè)備發(fā)展一個重要的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有LXI設(shè)備設(shè)計復(fù)雜度高、功能單一、可擴(kuò)展能力差的問題，提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備。本發(fā)明所述的標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備包括底板、綜合觸發(fā)單元、M總線控制器、 ARM處理器和η個功能板，所述綜合觸發(fā)單元、M總線控制器、ARM處理器和η個功能板都設(shè) 置在底板上，綜合觸發(fā)單元、M總線控制器和η個功能板分別掛接在M總線上，綜合觸發(fā)單元和 M總線控制器還分別掛接在ARM處理器總線上，綜合觸發(fā)單元的輸出端與ARM處理器的觸發(fā) 控制輸入端相連，M總線控制器的輸出端與ARM處理器的M總線控制輸入端相連。本發(fā)明的優(yōu)點1、降低了 LXI設(shè)備開發(fā)的難度，提高了開發(fā)的效率；2、為測試儀器提供了標(biāo)準(zhǔn)的觸發(fā)模型，將LXI的觸發(fā)功能做成一個獨立、統(tǒng)一的 標(biāo)準(zhǔn)化功能單元，將其集成在LXI接口底板上。無需再為每個M模塊設(shè)計復(fù)雜的觸發(fā)功能；3、設(shè)備功能互換性好；4、擴(kuò)展能力強(qiáng)。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種標(biāo)準(zhǔn)化 的多功能LXI設(shè)備包括底板、綜合觸發(fā)單元2、M總線控制器3、ARM處理器4和η個功能板 1，所述綜合觸發(fā)單元2、M總線控制器3、ARM處理器4和η個功能板1都設(shè)置在底板上，綜合觸發(fā)單元2、M總線控制器3和η個功能板1分別掛接在M總線上，綜合觸發(fā) 單元2和M總線控制器3還分別掛接在ARM處理器總線上，綜合觸發(fā)單元2的輸出端與ARM 處理器4的觸發(fā)控制輸入端相連，M總線控制器3的輸出端與ARM處理器4的M總線控制 輸入端相連。它還可以進(jìn)一步包括FLASH5和SDRAM6，F(xiàn)LASH5和SDRAM6分別掛接在ARM處理器 總線上。它還可以進(jìn)一步包括EEPR0M7、實時時鐘8、以太網(wǎng)收發(fā)器9和LAN接口 10， EEPR0M7和實時時鐘8通過FC總線與ARM處理器4相連，以太網(wǎng)收發(fā)器9掛接在ARM處理 器總線上，以太網(wǎng)收發(fā)器9的輸出端與ARM處理器4的輸入端相連，以太網(wǎng)收發(fā)器9的觸發(fā) 輸入輸出端與綜合觸發(fā)單元2的觸發(fā)輸入輸出端相連，以太網(wǎng)收發(fā)器9的以太網(wǎng)輸入輸出 端與LAN接口 10的輸入輸出端相連。它還可以進(jìn)一步包括觸發(fā)總線單元11和外觸發(fā)單元12，觸發(fā)總線單元11的輸入 輸出端與綜合觸發(fā)單元2的綜合出發(fā)信號輸入輸出端相連，外觸發(fā)單元12的輸入輸出端與 綜合觸發(fā)單元2的外觸發(fā)控制信號輸入輸出端相連。功能板1選用M模塊。綜合觸發(fā)單元2和M總線控制器3由FPGA構(gòu)建。實時時鐘8選用RTC。以太網(wǎng)收發(fā)器9選用DP83640。
底板與功能板之間采用標(biāo)準(zhǔn)的M模塊總線接口連接，底板實現(xiàn)完整的LXI接口功 能，功能單元采用M模塊設(shè)計，只與功能相關(guān)。這樣，做到了 LXI接口單元與儀器功能單元 設(shè)計上的完全分離，使得LXI接口底板和M模塊可獨立設(shè)計、開發(fā)、維護(hù)、升級，避免了兩部 分功能的交叉，降低了 LXI設(shè)備開發(fā)的難度，提高了開發(fā)的效率。例如，M模塊的硬件開發(fā)， 可以不依賴于LXI的接口底板，我們可以采用更加簡便的調(diào)試平臺進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)滿足設(shè)計 需求后，直接將其插接入LXI接口地板，然后按照標(biāo)準(zhǔn)模式為其開發(fā)好設(shè)備驅(qū)動程序便可 使用。綜合觸發(fā)單元簡化M模塊邏輯設(shè)計。觸發(fā)是儀器的最基本特點之一，無論任何儀 器，都需要通過相應(yīng)的觸發(fā)才能正常工作，也就是說，儀器的工作是由觸發(fā)驅(qū)動的。儀器觸 發(fā)功能越強(qiáng)大，在系統(tǒng)中應(yīng)用就越靈活，測試效率也會越高；反之儀器觸發(fā)功能越弱小，儀 器的使用就越呆板。在LXI規(guī)范之前，有些規(guī)范只對觸發(fā)信號電氣功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，對于觸 發(fā)功能的工作模型及軟件接口等方面沒有涉及，因此，不同種類、不同廠家生產(chǎn)的儀器，其 觸發(fā)功能設(shè)計也是千差萬別，有些比較大的儀器廠家能夠為儀器提供比較統(tǒng)一的模型，如 Agilent公司，而大部分的儀器生產(chǎn)廠商只支持比較簡單的或參照大廠商的觸發(fā)模型進(jìn)行 儀器設(shè)計，國產(chǎn)測試設(shè)備的觸發(fā)功能相比之下更為簡單和原始，在集成測試系統(tǒng)時，觸發(fā)應(yīng) 用也比較落后，從而難以對測試任務(wù)優(yōu)化，導(dǎo)致測試效率低下。LXI規(guī)范除了為用戶提供了 豐富、易用的觸發(fā)資源外，還首次為測試儀器提供了標(biāo)準(zhǔn)的觸發(fā)模型，同時在《同步接口規(guī) 范》中標(biāo)準(zhǔn)化了觸發(fā)的應(yīng)用程序接口，利用這些資源，我們完全可以將LXI的觸發(fā)功能做成 一個獨立、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化功能單元，將其集成在LXI接口底板上。在新的儀器架構(gòu)下，我們 不需要再為每個M模塊設(shè)計復(fù)雜的觸發(fā)功能，只需將LXI接口板上的觸發(fā)信號接入到M模 塊中完成測試動作，而對觸發(fā)信號的處理完全由LXI接口底板上的標(biāo)準(zhǔn)單元代理即可。設(shè)備功能互換性好。由于采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，LXI接口底板的只與LXI接口功能有 關(guān)，與功能底板之間采用標(biāo)準(zhǔn)的M模塊接口，兩者之間是一對多的關(guān)系，只要功能單元符合 M模塊規(guī)范特性，就可以將M模塊插接在底板上，組合成相應(yīng)的儀器。無論是由于底板還是 M模塊出現(xiàn)由于某些原因需要更新或是替換，不影響對方的使用。如果采用標(biāo)準(zhǔn)化的軟件設(shè) 計，我們幾乎不用更改任何已有的軟件程序，即可滿足對原來系統(tǒng)任務(wù)的兼容。擴(kuò)展能力強(qiáng)。從自動測試系統(tǒng)對通用測試儀器的需求看，多功能儀器是未來自動 測試設(shè)備發(fā)展的重要方向。單位體積的測試功能密度越來越大，測試功能越來越強(qiáng)，一些小 的測試任務(wù)，一臺多功能儀器即可滿足其測試需求。另外，由于LXI設(shè)備本身為智能儀器， 相比其他類型的總線儀器，信息處理潛力非常強(qiáng)大，也適合對儀器多功能的管理。因此，在 設(shè)計LXI接口底板時我們選擇了 M模塊總線擴(kuò)展儀器的功能單元，IU高全機(jī)架寬的LXI設(shè) 備最多可擴(kuò)展8個M模塊，目前我們設(shè)計的是IU高半機(jī)架寬LXI設(shè)備，只開發(fā)了雙M模塊 接口的底板。在M模塊的使用上，在LXI接口底板上插接M模塊沒有任何限制，同種類型或 不同類型的M模塊完全可以并存于同一個LXI設(shè)備內(nèi)，這只與應(yīng)用相關(guān)。擴(kuò)展能力還表現(xiàn) 在軟件(包括固件)功能的擴(kuò)展和更新上，我們可以通過LXI設(shè)備支持的遠(yuǎn)程下載功能，不 需對儀器拆卸即可對儀器內(nèi)部的軟件或固件升級，從而提升儀器的能力。設(shè)備所需電壓及最大功率固定，電源可以標(biāo)準(zhǔn)化。M模塊規(guī)范要求使用5V(1A)、 士 12W200mA)的電源，而LXI底板的上全部為數(shù)字信號，所需電源為5V或經(jīng)5V變換即可， 電流小于1A。這樣，我們便可根據(jù)M模塊的數(shù)量計算出整個LXI設(shè)備所需的電源種類和最大功耗，可以對所需的電源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。例如，我們現(xiàn)在設(shè)計的雙M接口的LXI設(shè)備的 電源要求是 5V(1A+1A*2)+12V0. 2A*2+1 (-12V)0.2A*2| = 24. 6W。
權(quán)利要求
1.一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，其特征在于它包括底板、綜合觸發(fā)單元Q)、M總線 控制器(3)、ARM處理器(4)和η個功能板(1)，所述綜合觸發(fā)單元O)、M總線控制器(3)、 ARM處理器(4)和η個功能板(1)都設(shè)置在底板上，綜合觸發(fā)單元O)、M總線控制器(3)和η個功能板⑴分別掛接在M總線上，綜合觸 發(fā)單元(2)和M總線控制器⑶還分別掛接在ARM處理器總線上，綜合觸發(fā)單元⑵的輸 出端與ARM處理器的觸發(fā)控制輸入端相連，M總線控制器(3)的輸出端與ARM處理器 (4)的M總線控制輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，其特征在于，它還包括 FLASH (5)和SDRAM (6)，F(xiàn)LASH (5)和SDRAM (6)分別掛接在ARM處理器總線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，其特征在于，它還包括 EEPROM(7)、實時時鐘(8)、以太網(wǎng)收發(fā)器(9)和LAN接口 (10)，EEPROM(7)和實時時鐘(8) 通過FC總線與ARM處理器(4)相連，以太網(wǎng)收發(fā)器(9)掛接在ARM處理器總線上，以太網(wǎng) 收發(fā)器(9)的輸出端與ARM處理器的輸入端相連，以太網(wǎng)收發(fā)器(9)的觸發(fā)輸入輸出 端與綜合觸發(fā)單元O)的觸發(fā)輸入輸出端相連，以太網(wǎng)收發(fā)器(9)的以太網(wǎng)輸入輸出端與 LAN接口(10)的輸入輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，其特征在于，它還包括觸發(fā)總 線單元(11)和外觸發(fā)單元(12)，觸發(fā)總線單元(11)的輸入輸出端與綜合觸發(fā)單元O)的 綜合出發(fā)信號輸入輸出端相連，外觸發(fā)單元(1 的輸入輸出端與綜合觸發(fā)單元( 的外觸 發(fā)控制信號輸入輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，其特征在于，功能板(1)選用 M模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，其特征在于，綜合觸發(fā)單元 (2)和M總線控制器(3)由FPGA構(gòu)建。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，其特征在于，實時時鐘(8)選 用 RTC。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，其特征在于，以太網(wǎng)收發(fā)器 (9)選用 DP83640。
全文摘要
一種標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備，屬于自動測試領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有LXI設(shè)備設(shè)計復(fù)雜度高、功能單一、可擴(kuò)展能力差的問題。本發(fā)明所述的標(biāo)準(zhǔn)化的多功能LXI設(shè)備包括底板、綜合觸發(fā)單元、M總線控制器、ARM處理器和n個功能板，所述綜合觸發(fā)單元、M總線控制器、ARM處理器和n個功能板都設(shè)置在底板上，綜合觸發(fā)單元、M總線控制器和n個功能板分別掛接在M總線上，綜合觸發(fā)單元和M總線控制器還分別掛接在ARM處理器總線上，綜合觸發(fā)單元的輸出端與ARM處理器的觸發(fā)控制輸入端相連，M總線控制器的輸出端與ARM處理器的M總線控制輸入端相連。本發(fā)明用于自動測試。
文檔編號H04L12/28GK102088384SQ201010567978
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者喬立巖, 于濤, 俞洋, 劉兆慶, 彭喜元, 黃敏 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)