2012年,LHC上的ATLAS/CMS实验装置发现了 Higgs,标志着粒子物理基础科学进入了一个新的时代,LHC实验的下一步科学目标是精确测定Higgs粒子及其与物质场相互作用耦合,寻找超出标准模型以外的新粒子、新现象。为实现这一物理目标,LHC及其实验将于2018和2022年,分两阶段进行Phase 1和Phase 2升级,实验的探测器系统也将同步进行相应升级,以确保在高能高亮度质子对撞环境下有效采集数据和开展物理分析。本论文以研制ATLAS Phase 1 Muon谱仪端盖NSW sTGC新型探测器系统为需求,针对当前前端板高密度、大通道数量(升级需要1536块前端板,共322000通道),开展前端电子学测试技术研究,并设计了 256通道测试信号源和FEB配置测试板。本文首先分析sTGC探测器前端电子学测试需求和测试方法,通过对测试信号源研究,模拟前端探测器的输出信号,着力解决大规模、多通道探测器测试信号生成关键技术,为FEB提供不同工作模式的仿真信号来测试FEB的功能和性能,目前,可以提供六种模式的256路测试信号,同时,提供同步时钟信号和脉冲触发信号,能与FEB构成一个完整的测试系统。其次,针对新一代ASIC芯片测试和配置系统测试验证为需求,开发FEB配置测试板,研究以SCA为核心的配置芯片对FEB关键芯片的配置,主要包含对VMM3和TDS2的配置,实现了多种接口标准和通信协议的开发以及数据链路的验证等,为FEB原型板关键芯片配置和数据读出提供技术参考,并为最终的系统配置提供技术验证和支持。最后,以这两个板子为基础构建测试平台,该测试平台提供探测器测试信号仿真、前端电子学读出、系统配置来构建完整测试方案。对FEB进行了一系列测试,包括通道增益、阈值、基线测试等,其中测试信号源的注入测试能够替代探测器提供触发信号,进行FEB的功能验证。FEB配置测试板能够完成与SCA的数据通信,实现了对SCA芯片接口的操作与控制,包括E-link、SPI、I2C、GPIO等,并成功配置了 VMM3和TDS2,同时验证了 TDS2的4.8Gbps的高速数据传输功能。FEB配置测试板还在CERN进行了电子学集成测试,完成了与 Pad trigger和 Router 板的通信。论文的创新点主要有:1、多通道、高密度、可编程测试信号源研究,完成了测试方法和测试理论分析,实现多样式可控256路FEB板测试信号生成功能,提高了系统测试效率,构建测试平台并对其中的关键ASIC(VMM2)器件进行测试,并给出测试结果。2、针对FEB关键技术,设计FEB配置测试板,开发了多种数据接口协议,实现了利用GBT-SCA芯片对VMM3、TDS2的配置,同时验证了 4.8Gbps的TDS数据读出,测试结果表明现采用的技术能够满足将来FEB的实现需求。3、高速网络数据传输技术,研究并实现了基于FPGA的MAC层网络数据传输技术和计算机网卡直接网络编程方法,完成计算机与FPGA高速网络通信,传输速度测试可达926Mbps。