軍用ATE中零槽通信控制卡的自主研制與開發(fā)

摘要: 本文基于高性能DSP&CPLD/FPGA和PC接口技術(shù)，借鑒VXI/PXI先進經(jīng)驗，討論了高性價比軍用ATE中零槽通信控制卡的自主研制與開發(fā)。詳細介紹了基于PC104嵌入式系統(tǒng)、USB-IDE接口和USB&HPI接口的零槽通信控制卡的研制實例。
關(guān)鍵詞:  軍用ATE；零槽通信控制卡；自主研發(fā)

1 引言
    軍用ATE（Automatic Testing Equipment）標準化、系統(tǒng)化的一個重要內(nèi)容就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計——MC3一體化，具體講就是在承認測量(Measurement)、控制(Control)、通信(Communication)、計算機(Computer)4大要素相對獨立、相對完整的基礎(chǔ)上，削弱各要素的獨立地位，彌合各要素之間的界面，使系統(tǒng)整體優(yōu)化。在構(gòu)建MC3一體化平臺時應(yīng)遵循模塊化、總線接口標準化、通用化等電子儀器開放式體系結(jié)構(gòu)（OSA, Opening System Architecture）準則。國內(nèi)外發(fā)展趨向是引入VXI/PXI系統(tǒng)等標準技術(shù)，主要以零槽通信控制卡為核心、以數(shù)據(jù)采集與處理卡和其他功能模塊卡為基礎(chǔ)，搭建通用化、多功能、模塊化、開放式系統(tǒng)。但VXI/PXI零槽通信控制卡價格昂貴，借鑒VXI/PXI技術(shù)，自主研發(fā)高性價比的零槽通信控制卡在軍用ATE、ATS等領(lǐng)域具有深遠的現(xiàn)實意義。
2 零槽通信控制卡總體設(shè)計
    圖1所示為開放式體系結(jié)構(gòu)的VI/ATS原理框圖。零槽通信控制卡在整個系統(tǒng)中起承上啟下的“橋梁作用”，作為上層PC軟件的直接操控對象，、接收上位機控制命令、上傳系統(tǒng)狀態(tài)信息和測試數(shù)據(jù)，同時是底層硬件的“大腦”控制內(nèi)部各功能模塊卡。筆者以高性能DSP& FPGA為核心，主要基于外部PC通信接口模塊、內(nèi)部總線接口模塊和擴展功能模塊三部分進行零槽通信控制卡的自主研發(fā)，基本上涵蓋了所有PC標準通信接口和DSP/MPU間通信接口設(shè)計，如圖2所示。

3 工程實例
3.1 基于PC104嵌入式系統(tǒng)的零槽通信控制卡設(shè)計
    PC104嵌入式系統(tǒng)具有功能強、體積小、兼容性好、工作穩(wěn)定、適應(yīng)性強等優(yōu)點。它采用ISA總線架構(gòu)，易與DSP/MPU進行通信接口設(shè)計，硬件和軟件與標準臺式PC體系結(jié)構(gòu)完全兼容，系統(tǒng)容易升級，開發(fā)周期短，且與典型的VXI/PXI嵌入式零槽嚴格對應(yīng)，在大型儀器儀表、ATS和軍用ATE中得到了廣泛的應(yīng)用。筆者應(yīng)用研華公司的PCM-3346模塊，通過PC104 ISA總線與高性能SHARC ADSP2106X相結(jié)合的方式研發(fā)了基于PC104嵌入式系統(tǒng)的零槽通信控制卡，其原理如圖3所示。
DSP作為PC104嵌入式系統(tǒng)的協(xié)處理器，通過儀器總線用于內(nèi)部管理各儀器模塊。它們之間基于FIFO緩沖數(shù)據(jù)池進行高速數(shù)據(jù)交換和通信控制，支持突發(fā)式海量數(shù)據(jù)傳輸。大容量SDRAM可實現(xiàn)4M