［摘要］ 本文主要论述了采用VXI技术，建造卫星测试系统的应用实例。文中介绍了方案选择、硬件系统集成和软件平台应用开发。为卫星测试系统实现三化(系列化、通用化、组合化)设计提出了较好的技术途径。
［关键词］ VXI总线应用 测试系统 虚拟仪器面板 测试系统软硬件
1.概述
星载数据处理系统通常是一种分级分布式计算机系统，也可以是一个多计算机系统，组成星载数据处理系统的各个计算机控制单元(CTU)独立完成自己的任务。如接收地面传送的上行指令或数据，并通过星载数据处理系统串行总线将指令和数据分发或传送到各个远置单元(RTU)并执行，采集星上其它系统的数据，并进行数据压缩、处理、格式化组帧，控制遥测数据下行；控制其它分系统间的数据通信等。
为了对星载数据处理系统的性能进行准确的测试，需要提供一套较完善的检测设备。文中所述的VXI测试系统主要用于对星载数据处理系统的工程参数和状态参数的检测，同时提供动态和静态的激励信号源。VXI测试系统的主控计算机对星载数据处理系统的运行结果数据进行处理，判断其工作状态，对星载数据处理系统的性能进行综合考评。
2.测试对象特性及所
要求的主要测试功能
2.1 测试对象特性
星载数据处理系统具有输入输出信号复杂、控制信号多、开关量输出信号量大等特点，其被测及输入输出信号主要有以下几种：开关量输出信号、状态信号、遥测信号、模拟量信号、数字量信号、串行输入输出信号、1553串行总线信号等。
2.2 要求的主要测试功能
测试系统应能完成星载数据处理系统的总体性能指标的检查和测试。测试方法应有手动、自动测试两种功能。手动测试利用仪器软面板，通过人机对话完成。自动测试过程，在计算机控制下，自动进行性能参数的测试，并且有分段和单项性能的测试；对开关量输出信号应能实时响应，对状态的变化要及时报告。
测试系统本身具有自检功能，包括开机自检和单项自检。测试参数由主机处理、分析、判断、打印和记录等。
3.方案的制定
VXI总线是计算机总线在仪器领域的扩展，可用于数据采集、控制、测量等领域，它把激励源、测量设备、控制和信息处理功能集于一身，革新了传统的仪器概念，是八十年代末发展起来的一种新技术，是二十世纪末和二十一世纪前期测试产品的主流，是一种开放式的国际标准。美国海军、空军、航天等部门的电子测试设备已广泛采用了VXI技术，这一技术的采用和推广必将对我国国防型号的测试水平有较大的推动作用，且具有以下诸多方面优点：
1)支持8位、16位和32位多种数据操作；
2)很好的解决了散热/冷却等问题，电磁兼容性也因有严格规定而得以保证；
3)可靠性高，一般模块平均无故障时间在104小时以上，机箱及模块的设计遵循军用标准；
4)背板传输速率最高达40M；
5)灵活性高，支持多种接口，可以通过外控式接口(IEEE488.2或RS 232接口)，也可以通过嵌入式计算机进行控制。还可以通过MXI总线，可支持256个模块化仪器工作，容易满足组建测试系统的要求；
)丰富的软件支持。VXI总线可以使用IEEE488程控软件和可编程仪器标准软件(SCPI)，也可以使用微计算机的通用软件(如C语言、BASIC语言等)。同时还提供了方便VXI系统开发的软件工具，如：图形化编程软件VEE、LabVIEW等。VXI系统还采用了虚拟仪器面板，使仪器面板软件化；
7)资源丰富。共享机箱、电源冷却系统、存储空间、时钟等；
8)性能优良的硬件设备支持。国际上有300多个厂家生产配套产品近1000种，不仅有通用的A/D、D/A、I/O等通用模块，还有高精度仪器，如示波器、数字多用表以及专用测试仿真模块，如DDCC-1553B总线仿真模块。
根据测试对象的特性及测试系统可靠性、安全性的要求和考虑，星载数据处理系统的测试系统，选用当前测试系统发展的主流测试设备——VXI测试系统是比较合适的。
由于被测对象的信号量大，信号复杂，所以必须有一个信号转接器将信号分类送往测试系统。对于一些特殊信号，要采取一些特殊的方法进行测量，包括特殊设计的专用硬件设备和软件等。
4.VXI模块的选用及
测试系统硬件构成
4.1 VXI模块的选用
针对被测对象的被测信号要求及对测试系统的要求，选用了以下10种VXI模块：
1) 嵌入式控制器HP EPC7，完成对整个测试系统的管理、调度，同时避免了外挂控制系统的瓶颈效应，有利于提高系统的测试控制速度；
2)采用HP Z2404B完成开关量输出信号及状态信号的记录。该模块有64路开关量并行输入，每路有独立的四种电平输入选择，分别为5V、12V、24V、48V，采用光电隔离；设有上升沿寄存器、下降沿寄存器和输入寄存器，用一种模块可以同时测试四种电平的信号。利用模块上的去抖电路功能，对被测对象产生脉冲式开关量输出信号进行定性分析，这一功能对测试有一定脉冲宽度的信号十分方便；
3)选用DDCC-1553模块，完成对被测对象采用的串行总线的总线控制(BC)、总线监视(MT)、终端模拟(RT)功能；
4)采用HP E1324A完成对被测对象的串行口通信，包括注入试验程序，对被测对象的各个单元进行检查和试运行试验，获取被测对象的运行结果数据和状态，以及设备间的通信和管理；
5)选用HP E1428数字示波器，完成动态波形参数的存储、显示、记录等；
)采用HP E1328A D/A转换器，完成对被测对象的遥测通道的精度测试，同时也能提供给仿真信号源作为激励信号；
|
图1 测试系统框图 7)选用HP E1413B64通道扫描A/D变换器，完成对模拟量的采集和处理； 5.系统软件 测试软件主要完成对被测对象的信号激励，形成测试所需的各种仿真信号，接收并处理被测对象输出的各种信号，进行验证、比对，数据及状态的显示、打印、记录，对故障点的确定提供支持。测试软件在WINDOWS及VEE的平台环境下开发。VEE(Visual Engineering Environment)是惠普公司开发的图形化编程环境，用户可以按自己的流程框图来设计应用程序，VEE中提供了大量的仪器面板、数据显示方式、数据分析函数，使测试程序摆脱了大量的代码编写和界面设计，且程序调试十分方便，同时还保留了与用代码编写程序相连接的手段。 |
