测试系统控制器

UESTC-ATSPage1自动测试系统测试系统控制器Page2UESTC----ATSATS本章内容简介什么式测试系统控制器：在自动测试系中，能够通过数字接口总线向系统中的其他设备发送程控消息，并接收其他设备发回的响应消息的设备称为测试系统控制器。测试控制器的作用：测试系统控制器是测试系统的核心，在测试系统中起执行测试程序、控制测试系统操作的作用。测试系统控制器通常由特定功能的计算机担任，也称为测试控制机（或主控机）、测量控制机、测试控制器等。本章首先介绍测试控制器的基本功能和要求，然后对GPIB、VXI等几种典型的总线测试控制器进行详细分析，最后重点介绍测试控制器的标准驱动软件（VISA）。Page3UESTC----ATSATS第一节测试控制器的基本要求测试控制器的功能要求：对测试系统的通信数字接口和系统总线资源进行管理的能力。向被测设备或仪器发送程控命令，使它们处于预定的工作状态。接收来自仪器或被测设备的响应消息（状态或测量数据）。响应来自被测设备或仪器的正常或异常事件中断。具有测试数据分析和处理能力，并能实现人机交互功能。Page4UESTC----ATSATS第一节测试控制器的基本要求测试控制器的硬、软件要求：任何一台计算机都可用作测试控制器,唯一必要条件是该计算机应具备符合工业标准的测试仪器数字接口，并具有操作该接口的驱动软件。硬件方面要求：在接口功能配置上，测试控制机除了具备普通的程控设备发送和接收数据的能力外，还必须具有对数字接口总线的控制和管理能力，即通常具有发起、组织和终止接口总线操作的能力。软件方面要求：测试控制器首先应提供操作其相应数字接口的驱动软件。测试控制器还应提供用于编写测试程序的编程语言或开发环境，或者支持第三方的测试编程语言或开发环境。Page5UESTC----ATSATS第一节测试控制器的基本要求测试控制器的分类：根据所适应的数字接口总线：分为GPIB控制器、VXI控制器、MXI控制器、PXI控制器等。根据用途：可分为专用控制器、通用控制器。根据测试控制器的计算能力：可分为工作台和微型机。根据结构形式：测试控制器可分为台式、笔记本式或嵌入式等。接口转换设备：Page6UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器本节要求（1）掌握GPIB总线控制器的主要特点；（2）掌握GPIB接口的一种设计方法。Page7UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器控者模型IEEE488.1busIEEE488.1driverprogrammingenvironmentapplicationprogramcontrollerdatabyteENDaddressIEEE488.1stateconditionscontrolsequencesdatamessageserrorsIEEE488.1bussignalsPage8UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器GPIB总线测试控制器的主要特点具有GPIB接口至少提供五种GPIB标准接口功能：即控者(C)功能、听者(L)功能、讲者(T)功能、源方挂钩(SH)功能、受方挂钩(AH)功能。Page9UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器GPIB主控机的主要形式：“通用计算机＋GPIB接口转换器＋驱动软件/测试编程语言或开发工具”接口转换器及配套软件是这种控制器的关键；根据所采用的计算机总线，接口转换器有：PCI-GPIB、USB-GPIB、ENET-GPIB等多种类型，这些接口转换器基本上都支持IEEE488.2和SCPI协议，并提供配套的I/O驱动软件。表6-1给出了几种典型的GPIB接口转换器及性能。Page10UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器表6-1几种典型的GPIB接口转换器及性能产品型号总线类型操作系统I/O驱动编程语言GPIB最高传输速率Agilent82350BPCIWin98/NT/2000/Me/XPSICLVISAVEE,C/C++,VisualBAS1C900KByte/SAgilent82357AUSBWin98/NT/2000/Me/XPSICLVISA2.2VEE,LabVIEWVC,VB750KByte/SAgilentE5810ALANWin98/NT/2000/Me/XPSICLVISA2.2VEE,LabVIEWVC,VB-NIPCI-GPIBNIPCI-8232NIPXI-GPIBNIPXI-8232PCI/PXIWin98/NT/2000/Me/XPMacOS,SolarsNI488.2NIVISALabVIEW,LabWindows/CVI,MeasurementStudio488.1：5Mbyte/sHS488：7.7Mbyte/sNIGPIB-ENTE/100LANWin2000/NT/XP/Me/9xDigitalUnix,Solaris,HP-UX,MacOSNIVISALabVIEW,LabWindows/CVI,MeasurementStudio800kbytes/sNIGPIB-USB-BUSBWin2000/NT/XP/Me/9xDigitalUnix,Solaris,HP-UX,MacOSNIVISALabVIEW,LabWindows/CVI,MeasurementStudio880kbytes/sPage11UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器GPIB接口的硬件设计设计方案：采用功能完备的GPIB接口电路芯片辅以必要的外围电路实现；特点：功能完备，规模较大；采用FPGA电路独立实现GPIB接口。特点：可更具需要裁减电路，可移植性强。Page12UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器TMS9914GPIA（通用接口适配器）内部结构Page13UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器TMS9914的信号线：面向微处理器，共20条信号线，全部采用正逻辑；面向GPIB总线，共18条，全部采用负逻辑，与GPIB总线信号逻辑关系一致；电源线（+5V）、地线Page14UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器TMS9914面向微处理器的信号线：8条双向数据线D0~D7，与计算机的数据总线相连；3条寄存器选择线RS0~RS2，配合读/写操作线用来选择内部13个寄存器之一；片选线CE，低电平有效；写入线WE，低电平有效；读出线DBIN，高电平有效；中断请求线INT，低电平有效；DMA请求和允许线ACCRQ，ACCFR；复位线RESET；时钟线CLOCK，输入时钟频率500KHz~5MHz。一条触发线TR。Page15UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器TMS9914面向GPIB总线的信号线：16条信号线分别对应GPIB系统的总线信号；一条讲允许线TE，用作总线收发器的方向控制，表示数据总线上数据传递方向；一条控者线CONT，表示是否是作用控者，从而控制SRQ和ATN的方向；Page16UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器TMS9914内部寄存器：13个地址RS2RS1RS0寄存器名称各位定义D0D1D2D3D4D5D6D7000中断状态0INT0INT1B1B0ENDSPASRLCMAC001中断状态1GETERRUNCAPTDCASMASRQIFC010寻址状态REMLLOATNLPASTPASLADSTADSulpa011总线状态ATNDAVNDACNRFDEOISRQIFCREN100╳101╳110命令通过DIO8DIO7DIO6DIO5DIO4DIO3DIO2DIO1111数据输入DIO8DIO7DIO6DIO5DIO4DIO3DIO2DIO1地址RS2RS1RS0寄存器名称各位定义D0D1D2D3D4D5D6D7000中断屏蔽0╳╳B1B0ENDSPASRLCMAC001中断屏蔽1GETERRUNCAPTDCASMASRQIFC010╳011辅助命令CS╳╳F4F3F2F1F0100地址EdpadaldatA5A4A3A2A1101串行查询S8rsvlS6S5S4S3S2S1110并行查询pp8pp7pp6pp5pp4pp3pp2pp1111数据输出DIO8DIO7DIO6DIO5DIO4DIO3DIO2DIO1可读寄存器：可写寄存器：Page17UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器辅助命令寄存器：用于控制片内若干附加的能力，并提供把某些本地消息输入到接口功能的一种手段。辅助命令共23条，操作方式：当BitC/S=1时，该能力起作用；若C/S=0则取消该能力；若C/S=NA，则该位应发送0。Page18UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器辅助命令寄存器C/SF4f3f2f1f0助记符功能0/10/1na0/10/1na0/10/1na0/10/1nanana0/10/10/1nana0/1na0/10/10/10/100000000010001000011001000010100110001110100001001010100101101100011010111001111100001000110010100111010010101101101011111000swrstdacrrhdfhdfahdfenbaffgetrtlfeoilontongtstcatcsrppsicsrerqcrlcdaiptsstdlshdwvstd1rsv2片复位释放ACDS抑制释放RFD抑制抑制所有数据仅在EOI时抑制置新拜特可资用（nba）为假强制执行群执行触发返回本地与下一拜特同时发送EOI只听只讲进入准备态异步取控同步取控请求并行查询发送接口清除（IFC）发送远控可能（REN）请求控制释放控制禁止一切中断通过下一个命令置T1延时影子挂钩（shadowhandhake）延时T1通过bit2请求服务(rsv2)Page19UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器GPIB接口的硬件实现Page20UESTC----ATSATS第二节GPIB总线测试控制器GPIB测试控制器的软件ES-BASICC的GPIB库Windows下的GPIB动态链接库可视化自动测试环境Page21UESTC----ATSATS第三节VXI内嵌式测试控制器本节要求（1）掌握VXI内嵌式控制器的主要功能；（2）了解VXI控制器的结构。Page22UESTC----ATSATS第三节VXI内嵌式测试控制器VXI总线系统测试控制器可以置于VXI主机箱之外，也可以置于VXI主机箱之内。置于VXI主机箱之内的测试控制器电气上必须具有VXI接口，结构上必须符合VXI模块结构要求，这种控制器称为VXI内嵌式测试控制器。Page23UESTC----ATSATS第三节VXI内嵌式测试控制器1．内嵌式测试控制器的功能要求具有通用计算机的能力。与VME计算机总线和高性能的VXI仪器总线相容。支持VME总线周期操作和VXI总线字串行通信规程。具有VXI系统资源管理能力。通常插在0号槽，具有VME标准定义的系统控制板功能，并提供VXI总线系统的０号槽资源（MODID寄存器和CLK10资源）。Page24UESTC----ATSATS第三节VXI内嵌式测试控制器2．内嵌式测试控制器的硬件组成488接口串/并口键盘接口CGA显示控制器VGA内存硬盘接口PGA扩展槽软盘接口MIGAVXI寄存器组器件识别配置字中协议共享存储器指针MODIDROMBIOS带DMA的I/O总线接口80387时钟带校验的高速RAM80386VXI总线接口主从功能电路中断功能电路中断器系统控制器VME控制器TTL和ECL