通用低频测试系统软硬件平台及可测试性研究

　　1 引言

　　我国仪器仪表产品尤其是自动化测试设备可靠性和稳定性较差，产品缺乏开放性、可互换性和可测试性。虚拟仪器技术具有性能高、扩展性强、开发时间少及出色集成 4 大优势。USB/IEEE1394/ PXI 的高速性、热插拔特性及高性价比，是目前公认较有前途的3 种总线，将成为未来虚拟仪器有巨大发展前景和广泛市场的主流平台。而基于现场总线、工业以太网、Internet的网络化虚拟仪器必将是未来自动化测试设备的发展方向。

　　另外，可测试性研究已经成为一门独立的学科，从最初的针对模拟电路的可测试性研究到数字电路的可测试性，从电路模块功能的可测试性到芯片级的嵌入式可测试设计等技术，在国外研究已有 30 年的历史，而国内才刚刚起步。研究系统级的可测试性问题成为解决规模化生产的关键问题之一。

　　综上所述，建立具有自主产权的通用虚拟仪器平台具有现实意义。本文以 0~300kHz 低频信号为研究对象，对通用低频测试系统软硬件平台及其可测试性进行研究。遵循开放系统设计概念，基于信号的电气特性以及用户需求分析进行软硬件建模，采用基于多种总线的DSP高速数据采集技术为核心建立硬件平台，利用底层软件的组件技术开发软件平台。

　　2 系统方案

　　通过对几类典型低频测试系统用户如电力系统、心电监护、语音测试设备的需求分析，初步建立基于行业标准的、具有可测试性的通用低频测试系统软硬件开放平台，从而使设备制造商高效率地设计用户自定义的产品。

　　系统主要有以下几个方面的内容：

　　(1)用户需求分析以及最大化建模研究。主要包含设备功能需求分析、信号处理要求的共性化分析、最大通用化需求建模。

　　(2)基于需求分析的可测试性软件平台的研究。

　　(3)硬件开放平台研究，即：基于多种总线的 DSP数据采集卡及预处理及 I/O 硬件解决方案库的研究。其中关键技术为：用户需求分析的最大通用化建模;基于多种总线的 DSP 数据采集卡的研究。

　　通用低频测试系统框图如图 1 所示。

　　2.1 用户需求分析

　　着重提炼用于不同领域的专业化需求的共性与个性。如：测试模式;设备精度;接口功能;网络功能;数据处理及管理功能;数据开放性要求。

　　信号处理要求的共性化分析。主要是研究基于低频各行业标准基础上的、由测试功能及精度所决定的信号处理方法，如：频谱分析、数字滤波及误差校正等。

　　2.2 最大化建模

　　在基于上述几种对象需求研究的基础上，按照最大化的共性需求进行抽象建模，制定软硬件的框架体系。对用户需求的研究主要采用查询国内外标准、咨询用户、结合测试领域的最新理论预测市场需求等多种方式。