專利名稱：多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空電子產(chǎn)品自動測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備及其測試方法。應(yīng)用該方法可實現(xiàn)對數(shù)字式時分制指令/響應(yīng)型多路數(shù)據(jù)傳輸總線(簡稱多路數(shù)據(jù)傳輸總線)信號性能參數(shù)的自動測試。
背景技術(shù)：
在航空電子產(chǎn)品的測試技術(shù)領(lǐng)域，對于數(shù)字式時分制指令/響應(yīng)型多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號接口的測試方法，多限于對信號接口的功能進行測試，尚無面向信號本身性能參數(shù)的自動測試方法。發(fā)明內(nèi)容
針對已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，該設(shè)備可以對多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號接口模塊的輸入輸出信號的電氣性能參數(shù)等進行自動化測量；
本發(fā)明的另一目的是提供多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號電氣性能參數(shù)的測試方法。
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，包括測試單元、測試適配器和測試軟件。
圖1為本發(fā)明測試設(shè)備的工作原理示意圖，測試單元中各資源模塊通過PXI (外圍設(shè)備互連總線在儀器領(lǐng)域的功能擴充)總線在PXI控制計算機的控制下，運行測試單元測試程序，實現(xiàn)整個測試過程的自動化。PXI測試機箱包括多路數(shù)據(jù)傳輸總線接口、示波器、繼電器開關(guān)、控制計算機、數(shù)字多用表卡和內(nèi)部工作電源。
1、測試單元的配置與構(gòu)成
測試單元由PXI測試機箱、信號調(diào)理箱、測試接口陣列以及輸入輸出設(shè)備(鍵盤、 鼠標、顯示器等)組成。信號調(diào)理箱將PXI測試資源模塊的信號分配到測試接口陣列上，位于測試接口陣列后部。PXI機箱在顯示器后部。電源控制箱提供被測模塊和適配盒所需的工作電源，5V，+15V，-15V等。
測試接口陣列選用VPC-G12 (Virginia Panel Corporation生產(chǎn)的型號為G12的產(chǎn)品)的部件，并按照事先定義的布局將測試資源信號接入測試陣列。
2、測試適配器
測試適配器內(nèi)部含有信號控制與激勵模塊，提供被測模塊的工作環(huán)境條件。
被測模塊插入測試接口板上的插座，測試接口板與適配模塊經(jīng)由轉(zhuǎn)接插板連接， 再由連接電纜接到測試陣列ITA端，整個適配器通過測試陣列ITA端與RCV端嚙合，與測試單元上的測試資源信號相連。
3、測試軟件
測試軟件分測試單元測試軟件和適配器專用測試軟件兩部分。
測試單元軟件開發(fā)采用VISUAL C++6. 0和Labview 8. 6的編程環(huán)境，測試流程見圖2。
測試軟件應(yīng)用Labview的SignalExpress的信號分析工具包中的函數(shù)，對采集到的信號波形參數(shù)進行分析，包括幅值、上升/下降時間、信號畸變等，獲得量化數(shù)據(jù)，與標準判據(jù)進行比較，得到測試結(jié)果。
適配器專用測試軟件通過RS232接口實現(xiàn)與測試單元的測試命令交互，控制被測模塊與測試單元進行測試交互，將測試結(jié)果上傳給測試單元。適配器軟件在TORNADO編程環(huán)境下開發(fā)，調(diào)試完成后灌入適配器模塊的存儲器中。
多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試方法，包括如下步驟
1)、編制測試項目、參數(shù)配置表定義測試項目、測試參數(shù)、信號編碼、測試資源通道等測試信息，生成測試信號/資源配置表和編碼信息庫，確定多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號的電氣參數(shù)、字和消息的格式、通信協(xié)議等測試項目；
2)、啟動示波器模塊進程進行監(jiān)聽并設(shè)置示波器模塊的觸發(fā)電平；
3)、握手成功后，被測模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，總線上出現(xiàn)一定幅度的電平；
4)、示波器模塊啟動觸發(fā)以250M/S的采樣率開始采集記錄數(shù)據(jù)，并對此數(shù)據(jù)進行測量與分析。
利用本發(fā)明的多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試進行測試，可以提高多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號測試的水平和能力，及時發(fā)現(xiàn)并排除潛在故障，從而提高信號模塊產(chǎn)品的質(zhì)量水平，降低產(chǎn)品全壽命周期的維護成本。其測試方法亦能推廣到其他信號的性能測試ο


圖1為本發(fā)明多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備的工作原理示意圖2為本發(fā)明中測試單元軟件的測試流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖1和圖2進一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的。
實施例
多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能自動測試設(shè)備，如圖1所示，包括測試單元和測試適配器兩部分，以及各自的軟件程序，已完成與被測模塊-多路總線接口模塊的測試聯(lián)試驗證。
測試單元中各資源模塊通過PXI總線在PXI控制計算機的控制下，運行測試單元測試程序，實現(xiàn)整個測試過程的自動化。
1、測試單元的配置與構(gòu)成
測試單元由PXI測試機箱、信號調(diào)理箱、測試接口陣列以及輸入輸出設(shè)備(鍵盤、 鼠標、顯示器等)組成。信號調(diào)理箱將PXI測試資源模塊的信號分配到測試接口陣列上，位于測試接口陣列后部。PXI機箱在顯示器后部。電源控制箱提供被測模塊和適配盒所需的工作電源，5V，+15V，-15V等。
測試接口陣列選用VPC-G12的部件，并按照事先定義的布局將測試資源信號接入測試陣列。
2、測試適配器
測試適配器內(nèi)部含有信號控制與激勵模塊，提供被測模塊的工作環(huán)境條件。
被測模塊插入測試接口板上的插座，測試接口板與適配模塊經(jīng)由轉(zhuǎn)接插板連接， 再由連接電纜接到測試陣列ITA端，整個適配器通過測試陣列ITA端與RCV端嚙合，與測試單元上的測試資源信號相連。
3、測試軟件開發(fā)
測試軟件分測試單元測試軟件和適配器專用測試軟件兩部分。
測試單元軟件開發(fā)采用VISUAL C++6. 0和Labview 8. 6的編程環(huán)境，測試流程見圖2。
測試軟件應(yīng)用Labview的SignalExpress的信號分析工具包中的函數(shù)，對采集到的信號波形參數(shù)進行分析，包括幅值、上升/下降時間、信號畸變等，獲得量化數(shù)據(jù)，與標準判據(jù)進行比較，得到測試結(jié)果。
適配器專用測試軟件通過RS232接口實現(xiàn)與測試單元的測試命令交互，控制被測模塊與測試單元進行測試交互，將測試結(jié)果上傳給測試單元。適配器軟件在TORNADO編程環(huán)境下開發(fā)，調(diào)試完成后灌入適配器模塊的存儲器中。
多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備對各參數(shù)進行測試的實例如下
1、信號幅度測試方法
信號幅度的測試主要完成信號高電平和低電平的測量。采用直方圖算法計算得出高電平和低電平的值。具體方法為
a)對總線信號數(shù)據(jù)數(shù)組進行分析，尋找最高電平和最低電平；
b)將該數(shù)據(jù)劃分為η個區(qū)間，每個相鄰區(qū)間的間隔見式(5-1)，取其中點最多的兩個區(qū)間，取其中值高的點所在區(qū)間的中線就是高電平Vh，值低的點所在區(qū)間的中線就是低電平\，計算得到信號幅度，計算公式如公式(5-2)，式中Vhmax為高電平最大值，Vhmin為高電平最小值，Vlmax為低電平最大值，Vlmin為低電平最小值。
Δχ =(最高電平-最小電平)/n(5-1)
Vpp= (Vhma^Vhmin)/2-(VLMAX+VLMIN)/2(5-2)
2、上升時間和下降時間測試方法
a)定義三條參考電平線，分別為參考高電平、參考低電平和參考中間電平，計算公式如式(5-3)。
參考高電平=Vl+ (Vh-Vl) *90 %
參考低電平=Vl+(Vh-Vl)*10%
參考中間電平=Vl+(Vh-Vl)(5-3)
b)計算上升時間在總線數(shù)據(jù)數(shù)組中尋找上升沿以及上升沿和參考低電平、參考高電平的交叉點。上升沿可以通過上升數(shù)據(jù)的過零點來確定，該過零點往前數(shù)據(jù)與參考低電平的第一個交點即上升時間的起始點，過零點往后數(shù)據(jù)與參考高電平的第一個交點即上升時間的結(jié)束點，上升時間計算方法如式(5-4)。
TR = η* 采樣周期(5-4)
式中η為起始點與結(jié)束點之間的采樣數(shù)據(jù)個數(shù)，采樣周期為1/250000000秒。
c)計算下降時間在總線數(shù)據(jù)數(shù)組中尋找下降沿以及下降沿和參考高電平、參考低電平的交叉點。下降沿可以通過下降數(shù)據(jù)的過零點來確定，該過零點往前數(shù)據(jù)與參考高電平的第一個交點即下降時間的起始點，過零點往后數(shù)據(jù)與參考低電平的第一個交點即下降時間的結(jié)束點，下降時間計算方法同上升時間。
3、位速率和位速率容限測試方法
a)位速率測量每一位GJB^9A總線信號數(shù)據(jù)的傳輸時間。即一位總線信號數(shù)據(jù)從參考中間電平與上升沿的交點開始到參考中間電平與后一上升沿的交點結(jié)束。位速率計算方法如式(5-5)。
位速率=1/(N*采樣周期)(5-5)
式中N為位數(shù)據(jù)開始到結(jié)束的采樣數(shù)據(jù)個數(shù)，采樣周期為1/250000000秒。
b)位速率容限計算測量獲得的一組位速率的方差值，計算方法如式(5-6)。
位速率容P艮=Σ sqrt (speed (i) -average) /n(5-6)
式中speed是測量求得的位速率數(shù)組，average是位速率平均值，η是采集的位速率次數(shù)。
4、過沖和擾動測試方法
a)過沖測試分為上沖和下沖。上沖上升沿所能達到的最大幅值與高電平的差值；下沖下降沿所能達到的最小幅值與低電平的差值，計算方法如式(5-7)。
上沖=上升沿采樣最大值-高電平
下沖=下降沿采樣最大值-低電平(5-7)
b)擾動總線信號傳輸結(jié)束時對傳輸波形產(chǎn)生的影響，測量總線信號數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后的第一個波形最大值。
5、零電平偏差
零電平偏差通過測量無數(shù)據(jù)傳輸時采樣數(shù)據(jù)的最大值得到。
權(quán)利要求
1.多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，包括測試單元、測試適配器和測試軟件，其特征在于所述測試單元由PXI測試機箱、信號調(diào)理箱、測試接口陣列以及輸入輸出設(shè)備組成，信號調(diào)理箱將PXI測試資源模塊的信號分配到測試接口陣列上；所述測試適配器內(nèi)部含有信號控制與激勵模塊，提供被測模塊的工作環(huán)境條件，整個測試適配器通過測試陣列ITA端與RCV端嚙合，與測試單元上的測試資源信號相連；所述測試軟件分為測試單元測試軟件和適配器專用測試軟件兩部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，其特征在于所述PXI測試機箱包括多路數(shù)據(jù)傳輸總線接口、示波器、繼電器開關(guān)、控制計算機、數(shù)字多用表卡和內(nèi)部工作電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，其特征在于所述輸入輸出設(shè)備包括鍵盤、鼠標、顯示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，其特征在于信號調(diào)理箱位于測試接口陣列后部，PXI測試機箱在顯示器后部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，其特征在于測試接口陣列選用VPC-G12的部件，并按照事先定義的布局將測試資源信號接入測試陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，其特征在于被測模塊插入測試接口陣列板上的插座，測試接口陣列板與適配器模塊經(jīng)由轉(zhuǎn)接插板連接，再由連接電纜接到測試陣列ITA端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，其特征在于所述測試單元測試軟件開發(fā)采用VISUAL C++6. (^PLabview 8. 6的編程環(huán)境，測試軟件對采集到的信號波形參數(shù)進行分析，獲得量化數(shù)據(jù)，與標準判據(jù)進行比較，得到測試結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備，其特征在于所述適配器專用測試軟件通過RS232接口實現(xiàn)與測試單元的測試命令交互，控制被測模塊與測試單元進行測試交互，將測試結(jié)果上傳給測試單元。
9.多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試方法，包括如下步驟1)、編制測試項目、參數(shù)配置表定義測試項目、測試參數(shù)、信號編碼、測試資源通道等測試信息，生成測試信號/資源配置表和編碼信息庫，確定多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號的測試項目；2)、啟動示波器模塊進程進行監(jiān)聽并設(shè)置示波器模塊的觸發(fā)電平；3)、握手成功后，被測模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，總線上出現(xiàn)一定幅度的電平；4)、示波器模塊啟動觸發(fā)開始采集記錄數(shù)據(jù)，并對此數(shù)據(jù)進行測量與分析。
全文摘要
本發(fā)明公開了多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號性能參數(shù)自動測試設(shè)備及其測試方法，設(shè)備包括測試單元、測試適配器和測試軟件，測試單元由PXI測試機箱、信號調(diào)理箱、測試接口陣列以及輸入輸出設(shè)備組成，信號調(diào)理箱將PXI測試資源模塊的信號分配到測試接口陣列上；測試適配器通過測試陣列ITA端與RCV端嚙合，與測試單元上的測試資源信號相連。利用本發(fā)明的設(shè)備進行測試，可以提高多路數(shù)據(jù)傳輸總線信號測試的水平和能力，及時發(fā)現(xiàn)并排除潛在故障，從而提高信號模塊產(chǎn)品的質(zhì)量水平，降低產(chǎn)品全壽命周期的維護成本。
文檔編號H04L12/26GK102523133SQ201110404458
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者周心舟, 裘旭益, 鄔子嬰, 陸樂 申請人:中國航空無線電電子研究所