三种控制方式的通用仪器测试系统的研究

　　随着现代电子技术和计算机技术的飞速发展，自动测试系统(ATS，Automatic Test System)成为装备形成战斗力的重要保证，仪器的可互换性和测试程序集(TPS，Test ProgramSet)的重用性、可移植性变得越来越重要，ATS 系统正朝着开放性、通用化、模块化的方向发展。

　　应用表明，采用先进的 ATS 技术能使武器装备的检测效率提高 10 倍以上，故障诊断效率提高 30%以上，但 ATS 系统的发展仍然面临许多问题，主要集中在几个方面：维修费用过高;各军种不同系列的 ATE系统之间没有通用性，TPS 无法移植;系统升级换代困难，TPS 往往不能随着升级而迁移，若重新开发得不偿失;系统升级时，原有软件功能模块不能充分利用，浪费巨大。因此，本文通过对仪器基于消息、寄存器、函数等控制方式和 TPS 编程语言标准化的研究,实现了仪器自动测试系统的通用性。

　　1 VISA 控制

　　虚拟仪器软件架构 VISA 是整个系统的核心，它为高层多厂商系统软件组件 (如仪器驱动程序、前面板和应用软件等) 的开发、交付和互操作提供了一个共同的基础。VISA 库驻留在计算机系统中，完成计算机与仪器的链接，用于实现对仪器的程序控制，其实质是使用虚拟仪器系统标准的 API。VISA 本身不具备编程能力，它是一个高层的 API，通过调用底层的驱动程序来完成对仪器的编程，如图 1 所示。

　　VISA 标准的推出，统一了仪器工业的接口标准，使得仪器驱动程序兼容性增强，并且可以适应未来硬件的发展需要。对虚拟仪器来说，其实现原理就是尽可能将硬件软件化，通过软件来控制硬件。同时，VISAI/O 接口、仪器驱动程序至关重要，是整个虚拟仪器工作的基础。

　　2 仪器控制的 3 种方式

　　2.1 基于消息

　　消息控制方式是通过总线传送命令，控制仪器硬件的操作。目前一般通过发送 SCPI 语言控制。基于消息的仪器大多有相似的功能，所以它们的界面也相差不多。比如：对 RS232，GPIB 或者 VXI 仪器进行操作时，可使用基于消息的控制方式。

　　制定标准的软件接口语言对于通用性实现至关重要。因此开发了一种具有统一语言的编译器，实现软件接口语言的标准化。软件设计中利用 Lex 词法分析工具，生成词法分析器。语法分析时采用 LL(1)分析方法，每步分析都附加相应的语义处理工作，最后完成语法分析功能。

　　软件语言结构可分为参数设置语句、信号选通开关控制语句、仪器设备控制语句、数据回读存储语句、结果误差判断语句。

　　仪器控制语句中包括对仪器接口和地址的识别。通过识别，平台内部调用相应接口的驱动函数将仪器控制语句发送到相应仪器中。数据回读存储语句设置相应标识调用读取函数返回数据到平台数据库中。最后结果误差判断语句调用误差判断模块对计量结果进行评定。在系统中开关也相当于一台仪器，其控制方式和仪器是相同的。