基于VME总线的高速信号处理模块测试技术研究及应用

为解决某型号炮位侦察校射雷达中高速信号处理模块的测试,文中设计了基于VME总线的高速数字电路自动测试系统,该系统能模拟雷达工作环境,利用VME测试模块提供测试所需的光口、RapidIO等信号,测试结果通过VME主控器网口上报给系统管理平台;该系统成功应用于某型雷达高速信号处理模块的测试,可完成VME总线接口的测试;3路RapidIO信号的测试,Rapid IO信号传输速率为3.125 Gbps;4路光纤通道的测试,光纤通道波特率为2 Gbps;研究及实测结果表明该系统可解决基于VME总线的高速信号处理模块的测试。     

航空电子设备自动测试系统的软件架构设计

为检测和定位航空电子设备的故障,研究并设计了一种自动测试系统的软件架构;该架构包含了测试软件和测试数据库,测试数据库存储有测试被测设备的相关数据,测试软件将其作为输入,通过自动测试设备输送给被测设备,最终测试软件接收被测设备的输出并将其与测试数据库的预期数据相比较得出测试的结果;测试软件由手动测试模块、自动测试模块、系统自检测模块、测试记录读取和测试结果记录模块4个功能模块组成,自动测试和手动测试可以自由切换;该系统不仅能使用自动测试功能仿真被测设备的飞行环境,还可以使用手动测试功能具体定位分析故障,降低了设备的维护成本,缩短了维修时间。     

基于ATEasy的通用射频测试系统研究与实现

针对引进现代电子装备及系统中射频模块故障频发的问题,为实现对引进电子装备及系统射频模块的自动测试及故障诊断,达到降低外送维修成本、缩短维修周期、提高维修效率等目的,研制通用射频测试系统。通用射频测试系统硬件基于GPIB及VXI总线技术集成精密测试仪器仪表实现,利用VXI矩阵开关构建模块串并回路,设计系统通用接口适配器,提出自动测试射频模块工作电流及电压的电路设计;软件架构及测试程序采用美国GEOTest公司的ATEasy8.0。目前基于ATEasy集成开发环境开发射频模块测试程序,已实现20余种射频模块的自动测试及故障诊断。经验证,测试结果有效。该系统为引进现代电子装备及系统射频模块的测试开辟新的途径,提供新的支持。     

多接口融合光纤总线光网络终端设计

光网络终端(network terminal,NT)是光纤数据总线中的数据传输与处理终端,是光纤总线的重要组成部分。介绍了一种集成通用异步收发传输(universal asynchronous receiver&transmitter,UART)、控制器域网(controller area network,CAN)、以太网、高速串行计算机扩展总线(peripheral component interconnect express,PCIE)等多种接口的NT。这种NT以现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)为硬件基础,通过设计各接口对应知识产权模块(intellectual property core,IP核),以及基于FPGA平台设计不同接口数据格式转换逻辑模块,完成了符合光纤数据总线要求的NT设计。以该方法设计的NT可以低延时处理在光纤数据总线上UART、CAN、以太网、PCIE等接口的数据。最后,通过与国内外相似总线产品和标准比对,表明该种NT组成的光纤数据总线可以有效解决不同类型接口之间数据传输的问题。     

一种基于Aurora协议光纤的FPGA远程更新方法

FPGA在光电系统中应用广泛，复杂的光电系统中可能集成了多个FPGA信号处理系统，整体状态下各子系统FPGA一般不具备在线JTAG更新程序的条件。提出一种基于Aurora协议光纤的FPGA远程更新方法，对FPGA烧录文件进行数据分包，光纤传输中增加握手和重发机制，数据包通过光纤接口发送给FPGA,FPGA对每一包数据校验无误后缓存至DDR中。当DDR接收完整包数据后，SOC系统通过Microblaze软核将DDR中的数据写入FLASH对应地址中，实现了FPGA程序的远程更新。经实验测试，光纤模块带宽可稳定工作在10 Gbps,8.52 MB的FPGA烧录文件的远程更新时间为117 s。该方法解决了长距离、复杂系统的FPGA远程更新问题，有效提高了远程更新效率，降低了数据传输误码率。     

基于VxWorks的某装备自动测试系统设计与实现

针对某装备的实时性测试需求、测试系统通用性和可扩展的需求,设计并研制了一套基于VxWorks操作系统的自动测试系统。该自动测试系统以工控机作为人机交互操作的核心;PXI机箱内置PXI仪器板卡和零槽控制器用于实现测试过程中激励信号的施加和被测对象响应信号的测量;系统软件采用虚拟仪器技术进行开发,虚拟仪器软件可进行二次开发和参数配置,使系统具有通用性和可扩展性。系统采用通用标准化信号接口连接器,保证了系统的扩展能力。     

基于VPX总线的高速数字电路测试系统研究及应用

为解决战略预警雷达、舰载一体化等重点型号雷达中高速数字电路模块的维护能力,设计了基于VPX总线的高速数字电路自动测试系统,通过自研基于VPX总线的多功能测试模块、光纤测试模块,以及通用VPX背板,再结合通用的仪器设备构建测试系统,可兼顾多个型号雷达高速数字电路模块的测试。该系统可提供10路光纤通道,波特率最高为3.2Gbps;16路GPIO信号,中断响应时间＜50us;14路Rocket IO信号,传输速率2.5Gbps;4路*4Rapid IO信号,传输速率3.125Gbps。研究及实测结果表明该系统可解决基于VPX总线的高速数字电路模块的测试。     

载人航天器系统测试智能通用化数字接口设计

航天器系统接口种类和数量繁多,以往的测试系统需要针对卫星接口进行专门地面测试设备接口设计,工作量大,通用性差。为提高系统设计效率,本文提出了一种基于PXI总线技术的高性能通用数字接口模块设计方法,在给出模块结构的基础上,详细介绍了该模块的硬件主体及接口设计原理,并给出了软件设计策略及用户接口函数的定义。该模块具备多通道、大数据量同时收发的功能,已成功地应用于多个型号的测试系统。经过应用验证,该模块能够满足测试系统的使用需求。     

HDMP 1022/1024在高速光纤数据传输中的应用

介绍了Agilent公司的G-link芯片HDMP 1022(T_X)/1024(R_X)的结构和工作原理以及2种芯片和PECL逻辑电平输入/输出光发射模块/接收模块的接口电路。给出了用上述芯片组合构成点对点双向全双工光纤数据传输系统及单向传输系统的具体电路。叙述了这2种典型系统的启动和同步过程。该系统可用于高分辨率数字电视信号和其他高速数据信号的光纤传输系统。     

通用航管二次雷达功放模块自动测试系统研制

航管二次雷达的性能直接关系到航空飞行安全。高功率模块的测试尤需谨慎;研制通用的航管二次雷达功放模块自动测试系统可提高保障能力,降低保障成本;系统采用PXIe、LXI/LAN、GPIB混合总线技术,以PXIe嵌入式PC控制器为控制中枢,以“测试盒组”为测试中枢,经适配器实现PXIe板卡、仪表与被测单元的适配,实现多品类功放模块的测试;文章从测试需求、仪表选择、TPS开发平台、系统结构等方面阐述了系统总体设计,提出了基于频谱分析仪的插入相位测试方法,并着重分析了系统在测试盒组、适配器和自动校准补偿三方面的通用性设计;系统可实现大功率范围的激励、测试及校准,省去对昂贵的矢量网络分析仪的配置,测试精度高,经济效益显著。     

边界扫描测试在数字电路自动测试系统中的研究与应用[BT)]

边界扫描测试是当前数字电路模块故障隔离的主要手段,但测试能力受到模块可测试性设计限制,其它方面作用也被忽略。文中对数字电路自动测试系统设计提出了边界扫描测试应用技术,包括系统自检测试,模块功能测试和模块故障隔离。在系统自检测试中应用边界扫描,提高了设备自检故障隔离精度;而对于模块功能测试,边界扫描测试技术提供了一种新的选择;在故障隔离中扩展和延伸应用边界扫描技术,突破了模块自身测试性的限制,提高了边界扫描测试的故障覆盖率和故障隔离精度。通过实际测试验证表明,该设计方法稳定可靠,同时提升了测试系统自身和模块的测试能力和隔离精度。     

A high-speed optical multi-drop bus for computer interconnections

Buses have historically provided a flexible communications structure in computer systems. However, signal integrity constraints of high-speed electronics have made multi-drop electrical buses infeasible. Instead, we propose an optical data bus for computer interconnections. It has two sets of optical waveguides, one as a fan-out and the other as a fan-in, that are used to interconnect different modules attached to the bus. A master module transmits optical signals which are received by all the slave modules attached to the bus. Each slave module in turn sends data back on the bus to the master module. Arrays of lasers, photodetectors, waveguides, microlenses, beamsplitters, and Tx/Rx integrated circuits are used to realize the optical data bus. With 1 mW of laser power, we are able to interconnect eight different modules at 10 Gb/s per channel. An aggregate bandwidth of over 25 GB/s is achievable with 10-bit wide signaling paths.     

基于HART协议的二线制涡轮流量变送器的开发

以HART协议为通信标准,提出了系统的总体方案设计,通过对HART协议的理解与掌握,详细的给出了基于涡轮流量变送器的软硬件设计;硬件设计部分包括涡轮脉冲采集模块,微处理器模块,HART通信模块和4~20 mA环路电流模块4个模块,其中HART通信模块采用HART调制解调器芯片AD5700实现,4~20 mA环路电流模块采用环路供电专用芯片AD5421实现,二者共同构成了HART协议的物理层接口,文章硬件电路所采用的都是低功耗芯片,用纯硬件的方法解决了HART总线设备的低功耗难点;软件设计部分包括主监控程序、变送计算程序和HART协议通信程序3个程序模块,重点讲述了HART协议的数据链路层和应用层的实现过程;最后文章对涡轮流量变送器的二线制传输功能和HART通信功能进行了测试;测试结果表明,变送器的设计要求基本实现了。     

兰州重离子加速器控制系统DSP组件设计

针对重离子加速器部分电源的控制要求,进行了分析研究,提出并实现了一种实时、高效、多功能的控制系统。该系统基于数字信号处理器（DSP）和两片现场可编程门阵列（FPGA）芯片相结合的核心处理构架,在系统后端利用PXI总线接口配合FPGA来与工控机箱中的系统控制器和其他控制组件进行大批量数据交互;系统前端利用直接数字频率合成器、模数转换器和数模转换器等器件结合DSP和FPGA中的控制算法及相应控制机制来实现对不同电源控制参数的处理和功率的输出;平台中两组光纤模块也与FPGA相配合实现对同步触发事例等实时数据的收发和调试。     

Design and Construction of an Autonomous Control System for Mössbauer Spectrometry

An autonomous control system for Mössbauer spectrometry based on two modules has been designed and built. The first module operates as a multichannel analyzer for the acquisition and storage of spectra, and the second one is a driver unit which controls and supplies the power for the velocity transducer. A microcontroller executes the digital control algorithm for the velocity transducer motion and manages the data acquisition and storage tasks. The user can monitor the system from an external PC through the serial port. A graphic interface made with the LabVIEW software allows the user to adjust digitally the control parameters for the velocity transducer motion, the channels number, to visualize as well as save spectra in a file. The microcontroller can be reprogrammed from the PC through the same serial port without intervention of a universal programmer, which allows the user to make proper software for different applications of the system. The system has been tested for linearity with several standard absorbers yielding satisfactory results. The low cost of its design, construction and maintenance make this equipment to be an attractive choice when assembling a Mössbauer spectrometer.     

物联网嵌入式智能设备实时控制系统设计

随着智能设备功能业务的逐渐扩展,用户对智能设备控制系统的实时性要求越来越高,当前控制系统采用CAN技术实现智能设备与用户间的通信,无法满足用户对系统实时性的需求。提出一种新的物联网嵌入式智能设备实时控制系统,通过构建系统的总体框架,将嵌入式LPC2378 ARM处理器作为核心处理器,通过RS-485总线将智能设备连接在一起,和处理器构成一个总线传输网络,在嵌入式LPC2378 ARM处理器中,将带DMA的10/100M以太网模块和以太网PHY芯片DP83848I连接,以提高数据包的传输效率,增强系统的实时性。系统GPRS模块选择SIM300CZ模块,将远程报警模块和RS-485总线结合在一起,共同实现远程报警和控制功能。软件设计时,给出了软件的整体架构和总体流程图,介绍了部分存储代码。实验结果表明,所设计系统对智能设备有很高的控制性能。     

一种新型的FPGA实现RS422串口通信方法

在FPGA实现RS422串口通信的常用方法中经常遇到诸多问题,如FIFO深度读取不正确、FIFO写数据端口与读数据端口时序竞争、多个模块间信号延时导致FPGA亚稳态等问题,因此设计了一种新型的RS422串口通信实现方法;该方法通过利用寄存器数组作为循环缓存代替FIFO,利用计数器代替传统的波特率产生模块,把常用方法中的多个模块整合成一个模块,只采用一个主时钟,所有寄存器的时钟输入端共享一个时钟,对FPGA逻辑与时序进行了有效约束,避免了FPGA中亚稳态产生;试验结果表明该方法实现的RS422串口通信高速、可靠、稳定,并且利用FPGA实现RS422串口通信,可使整个系统更为灵活、紧凑,减小整个电路的体积,提高系统的可靠性和稳定性。     

一种多通道CAN总线通讯M模块的设计

针对船舶燃机监控系统的CAN总线数据通信需求,设计了一种多通道CAN总线通讯模块。该方案采用M模块标准设计,使用4片独立的CAN控制器和CAN隔离收发器实现CAN节点电路、4通道CAN通讯控制和信号电气隔离。通过可编程逻辑器件CPLD以及硬件描述语言VerilogHDL,实现了M模块接口和4通道CAN总线接口的转换;在硬件设计的基础上,进行了CAN总线通信程序设计。经测试和应用结果表明,本模块能够实现4通道CAN总线大量数据通信,满足了设计需求,具有很好的应用前景。