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摘 要： 本文主要介绍了一种基于LXI总线技术的通用测试平台技术。该测试平台的硬件及软件架构是基于信号的设计思想，可以根据被测对象的参数，分解出完成该参数测试所需要的各类信号，以主控计算机为控制中枢发送控制信息，以LXI总线为纽带传输相关信息，以智能开关矩阵为控制转接点切换信号处理通道来满足测试需要。该测试平台可以通过挂载或卸载相应的测试模块组构成新型的测试系统来满足不同测试对象的需求，是一种通用的、实用的、具有一定故障診断功能的通用化测试平台。
关键词： LXI总线；通用；自动化
1引言
随着电子科技的发展，航天产品的型号及功能越来越多，系统也越来越复杂。这些进步也给测试设备研发人员带来了新的挑战，既要满足多型号的测试需求，又要进行智能化诊断。重复性的研制开发，使得开发周期增长，研制经费增加。因此，开发基于LXI总线技术的通用自动化测试平台是一种必然趋势。
为了达到测试平台通用性的最大化，测试平台的硬件架构和软件架构不应再像以往一样，以具体被测对象的功能为出发点去开发硬件和软件，而是均以面向信号为设计理念，即基于对象功能所含参数的信号特征进行设计。应用LXI总线可以充分利用以太网技术，通过挂载相应的可移置设备，整合各种优势资源；共享测试数据和信息，形成广域测试网络平台，实现分布式测试和故障一体化，能够满足未来复杂的多任务要求，便于后期维护升级。
2测试平台框架概述
测试平台的硬件及软件架构是基于信号的设计思想，可以根据被测对象的参数，分解出完成该参数测试所需要的各类信号，然后，用户通过主控软件配置所需相关信号文件，即以主控计算机为控制中枢发送控制信息、以LXI总线为纽带传输相关配置信息、以智能开关矩阵为控制转接点来切换信号通道。测试平台框图如图1所示：
在不同型号产品测试过程中，用户可以挂载相应的测试设备来满足相应型号产品测试需求；在进行不同阶段测试条件下，用户可以通过软件对各阶段测试所需要测试的参数进行配置，来满足测试需求；在测试设备出现故障情况下，测试软件会启动故障诊断系统，通过机内BIT设备选取最优的测试点进行测试，把测试的结果与故障树进行查询比对，给出测试设备诊断结果。
3测试系统硬件
测试平台硬件主要由主控计算机、LXI总线、信息处理模块、开关矩阵、信号调理模块及BIT（Built-IN Test）测试模块构成。根据不同测试对象所需要的信号类型，主控计算机通过LXI总线发送控制命令给智能开关矩阵，开关矩阵通过开关切换来实现不同通道的灵活连接或固定连接，实现不同信号的调理；调理好的信号，经过信息处理模块处理后，通过LXI总线与主控计算机进行数据交换；与此同时，故障测试模块会通过最优最少测试点来获取板级信息，通过获取的信息，判断信息处理模块和信号匹配模块是否正常工作，若两个模块中的板级单元有故障，则启动故障隔离功能，通过模型来选择隔离测试点来确定故障位置。
3.1 LXI总线
LXI是由安捷伦公司和VXI科技公司共同合作，于2004年9月14日提出的一种新型仪器接口规范，全称为LAN-based Extensions for Instrumentation。它基于工业以太网技术，扩展了仪器所需的语言、命令、协议等内容，具备开放的工业标准、廉价的仪器开发、良好的互操作性、可升级性和易于与其他新技术融合的特性。
LXI仪器有3类，即C类、B类和A类，C类的级别最低，是LXI总线的的最基本触发机制——网络消息触发；B类是基于C类功能之上又增加了IEEE 1558时钟同步触发功能，这种触发机制下，仪器根据精确的时间启动，而不是根据网络消息及硬件触发，不受网络开销及延迟的影响；A类在B类的基础上还增加上8路的LVDS高速触发总线。通过LXI总线组建分布式测试平台，与其它总线技术相比有以下优势：
a）基于IEEE 1588协议的精确时钟触发方式
该协议定义了在测量和控制网络中与网络交流、本地计算和分配对象有关的精确同步时钟的协议。可以在数据传输和融合的过程中，建立更稳定和更安全的网络环境，不会出现数据传输冲突，便于实现通用自动化测试环境。
b）基于标准的工业以太网技术
基于工业标准以太网技术是LXI总线技术的一个非常大的优势，现在的以太网技术非常成熟，其错误检测、故障定位、长距离互连、高通信数据率等相关技术都非常成熟。
c）可以组建分布式测试系统
可以根据测试对象的不同需求，灵活的组建相应测试系统；而且不限于对一个现场进行测试，即组网测试，这样，可以节约测试资源，提高测试效率，降低检测成本。
3.2 智能开关矩阵
开关矩阵是由多路输入与多路输出之间构成的一种多交叉点的开关，通过主控机软件进行配置，就可以驱动开关工作，实现多路输入与输出之间的匹配，完成通道间的自动切换。
在测试过程中，往往需要不断改变激励信号的类型和激励点位置，还可能需要在多个被测单元输出点提取响应信号，而借助于硬件平台中开关矩阵的不同组态，通过软件对硬件资源进行灵活配置和交联，实现各通道的模拟信号、功率信号、射频信号、数字信号、开关信号等信号通道的切换，利用有限的测试资源，就可以满足被测对象所需信号完整性要求。
3.3 信号调理模块
从传统上来设计信号调理模块只能针对特定对象的特定调理需求来设计，具有一定的局限性，不能满足未来测试平台通用性的发展方向。为了能适应不同型号导弹及不同阶段导弹测试的要求，测试平台不能只是满足某一单一型号需求，必须在不大的改动下，实现能够通过适当的增加或相应测试资源就能满足测试需求，因此，不能再像以往一样以测试对象的物理需求出发，而是以面向信号的设计思想，通过开关切换需要调理的信号。如图3所示，常用信号调理模块主要有增益模块、衰减模块、滤波模块、隔离模块等，根据所作用的信号及参数范围，设计参数范围可调的常用信号调理板卡集成在信号调理模块中，板卡接口尽最大程度上满足通用化、标准化原则，便于板卡更换和板卡升级。并且信号通道与开关矩阵相交连，用户可以根据被测对象所需信号，通过主控软件控制开关矩阵切换到相应的信号通道，满足被测对象的测试需求。 3.4信息处理模块
信息处理模块在测试平台中完成的主要功能是数字量、模拟量的采集，被测对象的信号控制及输出，控制检查与被测对象通信、激励等。如图4所示，信息处理模块主要由通信模块D/A輸出模块、A/D转换模块、I/O控制输入输出模块及仪表资源接口模块构成。信息处理模块是与主控机进行数据交互的核心，它与主控机通过LXI总线进行通信，接收主控机传来的控制命令，按照相应指令协议进行解析，将控制命令转化为控制时序，按照控制时序去完成数据采集、施加激励、通信传输机输入输出控制及检查等。并且通过总线将测试平台的各组合模块运行的状态信息反馈给主控机，主控机通过判断相关状态信息，确定各组合模块的运行状态及命令执行情况，保证主控机能够实时监测各组合模块。
3.5机内故障诊断测试模块
根据硬件模块组合的功能，把板卡作为故障诊断的最小单元，按照原理信号的流向，选择合适的能够代表板卡级的故障检测信号，可以列出相关一阶相关性方程，通过方程可以得到故障模型矩阵。然后，通过对D型矩阵可以确定出优先测试点和隔离测试点，从而确定故障诊断树。
增加BIT测试模块可以时时有效的确定测试设备实际运行工作状态，可以快速有效的故障隔离及维修。根据测试平台的具体实际情况，可以适当的确定BIT（Built-in Test）的实现规模，组建BIT测试设备来识别测试平台的硬件模块的关键的参数进行监测，可以通过软件选定相关参数，进行周期性的监测，并随时报告给操作者测试设备工作状态。
4通用测试软件
4.1 面向信号的软件设计
传统的测试软件时从被测对象的物理需求出发，然而，被测对象的测试参数是纷繁复杂的，一个测试系统的测试软件很难适应不同的被测对象，具有单一性。往往被测对象发生变化就需要更改测试软件，甚至需要重新开发测试软件。基于信号的测试软件设计思想，以被测参数的所需信号出发，根据信号来处理与对象之间的关系。这样，不管被测对象是否发生变化，测试软件都可以根据所需要的信号和测试设备之间建立对应关系。因此，我们把测量信号的所需要的仪器资源和具体的测试函数封装在配置文件中，就可以根据不同对象的参数特征来调用相应的配置文件来满足测试需求。
4.2 软件流程自组织
根据导弹的各种不同技术状态及不同环境下不同的测试方法，采用软件测试流程自组织技术，将不同型号产品、不同的测试方法、不同的测试设备等多种情况，选用不同的测试流程定义在配置文件中，根据测试对象的不同，用户可以重新进行信号参数等配置，来配合硬件设备资源完成测试任务。
5 结论
本文就基于LXI总线技术的通用自动化测试平台的硬件及软件架构总体上进行了论述。开发基于LXI总线的导通用自动化测试平台，可以根据被测对象的不同需求，挂载相应的测试设备，组建成分布测试系统，即可以适应不同型号产品及同型号产品不同阶段的测试需求，缩短测试设备研发周期、提高设备利用率、降低生产成本。
关键词： LXI总线；通用；自动化
1引言
随着电子科技的发展，航天产品的型号及功能越来越多，系统也越来越复杂。这些进步也给测试设备研发人员带来了新的挑战，既要满足多型号的测试需求，又要进行智能化诊断。重复性的研制开发，使得开发周期增长，研制经费增加。因此，开发基于LXI总线技术的通用自动化测试平台是一种必然趋势。
为了达到测试平台通用性的最大化，测试平台的硬件架构和软件架构不应再像以往一样，以具体被测对象的功能为出发点去开发硬件和软件，而是均以面向信号为设计理念，即基于对象功能所含参数的信号特征进行设计。应用LXI总线可以充分利用以太网技术，通过挂载相应的可移置设备，整合各种优势资源；共享测试数据和信息，形成广域测试网络平台，实现分布式测试和故障一体化，能够满足未来复杂的多任务要求，便于后期维护升级。
2测试平台框架概述
测试平台的硬件及软件架构是基于信号的设计思想，可以根据被测对象的参数，分解出完成该参数测试所需要的各类信号，然后，用户通过主控软件配置所需相关信号文件，即以主控计算机为控制中枢发送控制信息、以LXI总线为纽带传输相关配置信息、以智能开关矩阵为控制转接点来切换信号通道。测试平台框图如图1所示：
在不同型号产品测试过程中，用户可以挂载相应的测试设备来满足相应型号产品测试需求；在进行不同阶段测试条件下，用户可以通过软件对各阶段测试所需要测试的参数进行配置，来满足测试需求；在测试设备出现故障情况下，测试软件会启动故障诊断系统，通过机内BIT设备选取最优的测试点进行测试，把测试的结果与故障树进行查询比对，给出测试设备诊断结果。
3测试系统硬件
测试平台硬件主要由主控计算机、LXI总线、信息处理模块、开关矩阵、信号调理模块及BIT（Built-IN Test）测试模块构成。根据不同测试对象所需要的信号类型，主控计算机通过LXI总线发送控制命令给智能开关矩阵，开关矩阵通过开关切换来实现不同通道的灵活连接或固定连接，实现不同信号的调理；调理好的信号，经过信息处理模块处理后，通过LXI总线与主控计算机进行数据交换；与此同时，故障测试模块会通过最优最少测试点来获取板级信息，通过获取的信息，判断信息处理模块和信号匹配模块是否正常工作，若两个模块中的板级单元有故障，则启动故障隔离功能，通过模型来选择隔离测试点来确定故障位置。
3.1 LXI总线
LXI是由安捷伦公司和VXI科技公司共同合作，于2004年9月14日提出的一种新型仪器接口规范，全称为LAN-based Extensions for Instrumentation。它基于工业以太网技术，扩展了仪器所需的语言、命令、协议等内容，具备开放的工业标准、廉价的仪器开发、良好的互操作性、可升级性和易于与其他新技术融合的特性。
LXI仪器有3类，即C类、B类和A类，C类的级别最低，是LXI总线的的最基本触发机制——网络消息触发；B类是基于C类功能之上又增加了IEEE 1558时钟同步触发功能，这种触发机制下，仪器根据精确的时间启动，而不是根据网络消息及硬件触发，不受网络开销及延迟的影响；A类在B类的基础上还增加上8路的LVDS高速触发总线。通过LXI总线组建分布式测试平台，与其它总线技术相比有以下优势：
a）基于IEEE 1588协议的精确时钟触发方式
该协议定义了在测量和控制网络中与网络交流、本地计算和分配对象有关的精确同步时钟的协议。可以在数据传输和融合的过程中，建立更稳定和更安全的网络环境，不会出现数据传输冲突，便于实现通用自动化测试环境。
b）基于标准的工业以太网技术
基于工业标准以太网技术是LXI总线技术的一个非常大的优势，现在的以太网技术非常成熟，其错误检测、故障定位、长距离互连、高通信数据率等相关技术都非常成熟。
c）可以组建分布式测试系统
可以根据测试对象的不同需求，灵活的组建相应测试系统；而且不限于对一个现场进行测试，即组网测试，这样，可以节约测试资源，提高测试效率，降低检测成本。
3.2 智能开关矩阵
开关矩阵是由多路输入与多路输出之间构成的一种多交叉点的开关，通过主控机软件进行配置，就可以驱动开关工作，实现多路输入与输出之间的匹配，完成通道间的自动切换。
在测试过程中，往往需要不断改变激励信号的类型和激励点位置，还可能需要在多个被测单元输出点提取响应信号，而借助于硬件平台中开关矩阵的不同组态，通过软件对硬件资源进行灵活配置和交联，实现各通道的模拟信号、功率信号、射频信号、数字信号、开关信号等信号通道的切换，利用有限的测试资源，就可以满足被测对象所需信号完整性要求。
3.3 信号调理模块
从传统上来设计信号调理模块只能针对特定对象的特定调理需求来设计，具有一定的局限性，不能满足未来测试平台通用性的发展方向。为了能适应不同型号导弹及不同阶段导弹测试的要求，测试平台不能只是满足某一单一型号需求，必须在不大的改动下，实现能够通过适当的增加或相应测试资源就能满足测试需求，因此，不能再像以往一样以测试对象的物理需求出发，而是以面向信号的设计思想，通过开关切换需要调理的信号。如图3所示，常用信号调理模块主要有增益模块、衰减模块、滤波模块、隔离模块等，根据所作用的信号及参数范围，设计参数范围可调的常用信号调理板卡集成在信号调理模块中，板卡接口尽最大程度上满足通用化、标准化原则，便于板卡更换和板卡升级。并且信号通道与开关矩阵相交连，用户可以根据被测对象所需信号，通过主控软件控制开关矩阵切换到相应的信号通道，满足被测对象的测试需求。 3.4信息处理模块
信息处理模块在测试平台中完成的主要功能是数字量、模拟量的采集，被测对象的信号控制及输出，控制检查与被测对象通信、激励等。如图4所示，信息处理模块主要由通信模块D/A輸出模块、A/D转换模块、I/O控制输入输出模块及仪表资源接口模块构成。信息处理模块是与主控机进行数据交互的核心，它与主控机通过LXI总线进行通信，接收主控机传来的控制命令，按照相应指令协议进行解析，将控制命令转化为控制时序，按照控制时序去完成数据采集、施加激励、通信传输机输入输出控制及检查等。并且通过总线将测试平台的各组合模块运行的状态信息反馈给主控机，主控机通过判断相关状态信息，确定各组合模块的运行状态及命令执行情况，保证主控机能够实时监测各组合模块。
3.5机内故障诊断测试模块
根据硬件模块组合的功能，把板卡作为故障诊断的最小单元，按照原理信号的流向，选择合适的能够代表板卡级的故障检测信号，可以列出相关一阶相关性方程，通过方程可以得到故障模型矩阵。然后，通过对D型矩阵可以确定出优先测试点和隔离测试点，从而确定故障诊断树。
增加BIT测试模块可以时时有效的确定测试设备实际运行工作状态，可以快速有效的故障隔离及维修。根据测试平台的具体实际情况，可以适当的确定BIT（Built-in Test）的实现规模，组建BIT测试设备来识别测试平台的硬件模块的关键的参数进行监测，可以通过软件选定相关参数，进行周期性的监测，并随时报告给操作者测试设备工作状态。
4通用测试软件
4.1 面向信号的软件设计
传统的测试软件时从被测对象的物理需求出发，然而，被测对象的测试参数是纷繁复杂的，一个测试系统的测试软件很难适应不同的被测对象，具有单一性。往往被测对象发生变化就需要更改测试软件，甚至需要重新开发测试软件。基于信号的测试软件设计思想，以被测参数的所需信号出发，根据信号来处理与对象之间的关系。这样，不管被测对象是否发生变化，测试软件都可以根据所需要的信号和测试设备之间建立对应关系。因此，我们把测量信号的所需要的仪器资源和具体的测试函数封装在配置文件中，就可以根据不同对象的参数特征来调用相应的配置文件来满足测试需求。
4.2 软件流程自组织
根据导弹的各种不同技术状态及不同环境下不同的测试方法，采用软件测试流程自组织技术，将不同型号产品、不同的测试方法、不同的测试设备等多种情况，选用不同的测试流程定义在配置文件中，根据测试对象的不同，用户可以重新进行信号参数等配置，来配合硬件设备资源完成测试任务。
5 结论
本文就基于LXI总线技术的通用自动化测试平台的硬件及软件架构总体上进行了论述。开发基于LXI总线的导通用自动化测试平台，可以根据被测对象的不同需求，挂载相应的测试设备，组建成分布测试系统，即可以适应不同型号产品及同型号产品不同阶段的测试需求，缩短测试设备研发周期、提高设备利用率、降低生产成本。