微电路模块自动测试系统的研制

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1、重庆大学工程硕士学位论文1前言间。所有对设备物理地址的访问都被禁止，对设备的访问需要通过虚拟机间接进行。这种访问模式使系统更加健壮，不会因为某一个设备的不正常工作而挂死。集成电路CH365是一个连接PCI总线的通用接口芯片，支持I/O端口映射、存储器映射、扩展ROM以及中断。CH365将32位高速PCI总线转换为简便易用的类似于ISA总线的8位主动并行接口，用于制作低成本的基于PCI总线的计算机板卡，以及将原先基于ISA总线的板卡升级到PCI总线上。PCI总线与其它主流总线相比，速度更快，实时性更好，可控性更佳，CH365在PCI总线板卡上得到广泛

2、的应用。基于以上原因，笔者设计了基于CH365接口芯片的PCI通道板控制卡和PCI-GPIB控制器，现已在本公司内30多台自动测试系统上得到应用，被证明是成功地设计。1.3课题的主要工作⑴在熟悉PCI总线的基础上，用PCI桥接芯片CH365实现PCI总线和ISA总线的转换；⑵在熟悉GPIB协议的基础上，设计、制作和调试GPIB控制器的硬件；⑶根据实际自动测试的软件要求，设计和调试GPIB初始化，指令发送，数据读取等基本GPIB功能软件函数；⑷设计、制作和调试通道控制卡的硬件；⑸根据硬件设计，开发和调试通道控制卡的控制驱动软件；⑹组建微电路自动测试系

3、统，并设计和调试微电路产品的测试板和测试程序3重庆大学工程硕士学位论文2微电路模块自动测试系统的总体思路2微电路模块自动测试系统设计的总体思路本课题用通用计算机作为主控设备，与通道控制卡、GPIB控制器、通用的测试仪器（万用表、波形发生器、示波器、程控电源等）组建自动测试系统，解决微电路测试的产能扩大和成本问题。2.1微电路模块自动测试系统的基本需求（1）测试平台能快速切换，测试平台的插口是通用插口。任何测试板卡插入后，不需要任何其他相关复杂的测试接线，只需要调用相应的测试软件即可进行测试。（2）采用通用计算机为主控制设备，各个测试仪器通过GPIB

4、控制器进行连接通讯，并且和以前的设备兼容并能可靠控制。（3）自动测试平台的总体设计，满足低功耗，500V隔离的要求。需用继电器或者光电隔离，保证可靠的电气绝缘隔离，增加测试仪器和计算机的安全性和可靠性。（4）测试系统需满足低成本的要求，而且要求测试平台能快速复制并满足生产量增长的要求。2.2功能规划2.2.1系统的整体规划为了满足以上要求，采用基于PC机的积木式自动测试系统。设计GPIB控制器，挂接在控制计算机PCI总线上，配合开发相应的驱动软件，实现计算机和测试仪器之间、以及测试仪器之间的相互通讯。开发通道控制卡，直接插入PC机PCI插槽内，替代

5、通用的通道控制器；该卡设计为直接驱动继电器。这样计算机、GPIB控制器、通道控制卡、测试板和测试设备（如万用表、示波器波形发生器、程控电源）构成了一套积木式自动测试系统。它可根据测试电路参数的不同，更换测试板，增添不同的测试设备。该自动测试系统的整体框图见图2.1：整个系统以PC机为主控设备，通过GPIB控制器对各个测试设备进行控制和数据读取。测试盒为通用的测试接口，更换不同的产品时，只需要直接插入相应的测试板即可以进行测试。继电器闭合和断开由计算机通过通道控制卡进行控制。4重庆大学工程硕士学位论文2微电路模块自动测试系统的总体思路图2.1自动测试

6、系统的总体框图Fig2.1Automatedtestsystemblockdiagram2.2.2GPIB控制器GPIB控制器本质上就是一个接口协议转换器，实现的功能是从PCI协议到GPIB协议的转换。用户给计算机输入一定的命令，计算机的操作系统便会通过驱动程序向挂接在PCI总线上的控制器发起一个相应的数据交易。控制器则把交易中所得到的数据转换成一个个符合GPIB协议的控制信号和数据信号，这样用户就可以通过对计算机的操作来控制挂接在GPIB总线上的各个测量仪器。GPIB控制机的设计包括了软件和硬件两个部分。软件部分包括控制器对应于各种操作系统的驱动

7、程序，提供给用户使用的控制函数，等等。GPIB控制器硬件设计的原理如图2.2所示；PCl总线提供给用户的信号时序复杂而且很多信号分时复用，不便于本地器件直接使用，GPIB控制器使用CH365PCI总线接口芯片将这些信号转化为简单ISA信号，方便后端设备使用。GPIB协议采用通用接口芯片8255，配合开发相应GPIB控制软件来实现。通过对8255的编程，按照GPIB规范对8255各个口进行控制，完成GPIB的数据收发功能。8255的输出还需要经过GPIB总线收发器才能连接到GPIB母线上。这是因为根据GPIB协议，GPIB控制机必须能够驱动多台仪器，

8、这要求相当的驱动电流，而8255达不到这个要求，必须要与之相配套的SN75160和SN75162进一步驱动（输出电流可达1