CPCI专用测试系统的研制

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1、硕士学位论文CPCI专用测试系统的研制DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCPCIDEDICATEDTESTSYSTEM梁嘉倩哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM933学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工学硕士学位论文CPCI专用测试系统的研制硕士研究生：梁嘉倩导师：孟升卫副教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM933U.D.C:621.38Dissertationforth

2、eMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCPCIDEDICATEDTESTSYSTEMCandidate：LiangJiaqianSupervisor：AssociateProf.MengShengweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentScienceandTechnologyAffiliation：DepartmentofAutomaticTestandControlDateofDef

3、ence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着航天装备的现代化发展，对自动测试系统的要求也日益提高，特别是被测信号的数量、密度、种类等日益复杂。如何在装备使用前快速、全面、准确、机动的完成整套复杂测量任务，是装备性能保障的关键。为开展此方面探索，本论文针对多通道、高密度、多种类复杂信号的自动测试需求，设计了基于CPCI总线的专用自动测试系统。论文首先分析了成组合的被测对象的测试需求，提出了信号调理环节与信号测量

4、环节去耦合的组合测量机制，并根据小型化、高密度、实时性测量要求，设计形成了包含定制化CPCI背板、龙芯零槽计算机、直流调理板卡、交流调理板卡、母线调理板卡、数据采集板卡在内的3U尺寸CPCI测试系统总体方案，从硬件、固件、软件三个层次予以实现。在硬件方面，综合针对外部被测信号和内部调理信号传输需求，设计了满足CPCI规范J2口自定义的CPCI背板；针对直/交流固定和母线可变三类信号分别设计了专用调理板卡，通过隔离、衰放、滤波、转换、选通等环节，将原始信号调理成测压和测频两类；设计了可供分时复用的数据采集板卡，全面考虑了采样率、分辨率、精度、缓

5、存等要求。全部板卡设计了非易失参数存储器。在固件逻辑方面，针对被测信号和测试电路的适配控制问题，提出并设计了调理控制编码，基于FPGA和VerilogHDL语言完成了编码解析和调理控制，实现硬件电路实时可配置；面向共性测量需求，开发了基于多通道ADC的测压逻辑和等精度测频逻辑，及板载存储器接口和PCI总线接口逻辑；针对主机接口设计了软件可访问的控制、配置、状态寄存器组。在软件方面，针对实时测量需求，在龙芯2H零槽计算机和VxWorks实时操作系统上，面向系统硬件开发了驱动程序。针对校准和测量任务，基于逻辑定义的寄存器组开发了接口函数以及单通道

6、/循环测量、自动校准应用程序。论文在实现了整套测试系统架构-硬件-逻辑-软件基础上，对所有输入通道做了全量程校准，搭建了实验室测试环境并进行了测试验证，结果满足指标要求。系统已投入使用，验证了设计的正确性与可靠性。论文为复杂被测对象的自动测试提供了分类专用调理-集中复用测量的组合测试方案和实现方法，对面向复杂测试需求的自动测试系统设计具有参考价值。关键词：专用测试系统；CPCI；组合测量；信号调理；VxWorks-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAlongwiththemodernizationofobjectsundert

7、est,automatictestsystemisfacingincreasingchallenges.Inparticular,thesignalamount,signaldensityandsignaltypesundertestbecomeincreasinglycomplex.Howtoaccomplishawholesetofcomplexmeasurementtasksinaquick,comprehensive,accurate,andflexiblewaybeforeequipmentisputintouseisthekeyf

8、orequipmentmaintenance.AdedicatedautomatictestsystembasedonCPCIbuswasdesignedtomee