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某ATE测试信号在线监测设备研制

作　者: 钱科威
导　师: 刘晓东
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: ATE 在线监测 DSP/BIOS 数据采集
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 9次
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内容摘要

自动测试系统ATE贯穿于军工产品研发、验收和维护等所有环节，其测试结果成为判断武器装备合格与否的重要依据。因此，保证自动测试设备的有效性和正确性成为了不可忽略的重要环节。而对于已经投入使用且没有配备校准装置的自动测试设备，长期使用后没有有效的检查手段，导致测试过程中出现故障时不能有效定位是导弹本身还是自动测试设备造成的问题。针对此问题，研制第三方在线监测设备，监测与ATE相关的各类信号，从而定位问题原因并为解决问题提供指导。本文在分析自动测试设备测试流程和信号特点的基础上，设计了一种多种类型信号并行高速采集、网络实时传输、数据库管理数据的在线监测系统。硬件上，针对幅值、频率、参考地差异较大的各类ATE测试信号监测，设计了共模容限达10V、精度较高、抗干扰性强的隔离、差分输入AD采集通道，并采用模块化的思想，设计了网络板、采集板和电源板三板独立结构，提高系统的通用性和可维护性；软件上，利用DM642的强大控制能力和高性能的DSP/BIOS实时操作系统，实现了嵌入式网络通讯和基于DSP/BIOS多线程机制的复杂任务控制。另外，针对多通道的并行采集，设计了可靠的数据传输机制，防止缓冲溢出和冲突。利用VC开发了上位机程序，实现了数据处理、波形显示和故障诊断，并结合数据库应用，管理和维护多次监测产生的大量数据。该设备现已成功应用于某型导弹自动测试系统的测试过程监测，试验结果表明该设备性能可靠，工作稳定，各项指标与功能都满足设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-12
  1.1 课题背景  9
  1.2 课题的目的和意义  9-10
  1.3 国内外研究现状及分析  10
  1.4 课题主要研究内容  10-11
  1.5 本文结构  11-12
第2章总体方案  12-22
  2.1 功能需求  12-13
  2.2 性能指标  13-14
  2.3 关键环节分析  14-16
    2.3.1 信号采集及传输方式  14-15
    2.3.2 监测设备对原测试环境影响分析  15-16
  2.4 系统实现方案  16-21
    2.4.1 在线监测设备原型设计  16-17
    2.4.2 硬件设计方案  17-18
    2.4.3 软件设计方案  18-19
    2.4.4 数据传输机制设计  19-21
  2.5 本章小结  21-22
第3章硬件设计  22-43
  3.1 硬件总体结构  22
  3.2 网络板硬件设计  22-28
    3.2.1 控制器方案选择  22-24
    3.2.2 DM642 网络功能模块  24-25
    3.2.3 网络板硬件框图  25
    3.2.4 DM642 复位配置  25-26
    3.2.5 扩展存储器设计  26-28
    3.2.6 以太网接口设计  28
    3.2.7 连接器设计  28
  3.3 采集板硬件设计  28-35
    3.3.1 采集板硬件框图  28-29
    3.3.2 隔离方案设计  29-30
    3.3.3 RS422 通讯单元设计  30
    3.3.4 高速 AD 采集通道设计  30-31
    3.3.5 低速 AD 采集通道设计  31-33
    3.3.6 比较器电路设计  33-34
    3.3.7 CF 卡存储器设计  34
    3.3.8 电源分割及布局  34-35
  3.4 电源板设计  35
  3.5 FPGA 逻辑设计  35-42
    3.5.1 复位/片选模块  36
    3.5.2 全局控制寄存器模块  36
    3.5.3 高速 AD 处理模块  36-37
    3.5.4 低速 AD 处理模块  37-38
    3.5.5 串口通讯模块  38-39
    3.5.6 CF 卡控制模块  39-42
    3.5.7 校验码生成逻辑模块  42
  3.6 本章小结  42-43
第4章软件设计与实现  43-64
  4.1 硬件固化程序设计  43-58
    4.1.1 开发环境及工具介绍  43-44
    4.1.2 软件功能需求  44-45
    4.1.3 核心构架及多线程设计  45-47
    4.1.4 网络服务器实现  47-50
    4.1.5 功能任务设计与实现  50-57
    4.1.6 可靠数据传输机制实现  57-58
  4.2 上位机软件设计  58-62
    4.2.1 软件功能需求  58-59
    4.2.2 监测及处理流程设计  59-60
    4.2.3 数据处理及数据库调用  60-61
    4.2.4 图形显示及故障判断  61-62
  4.3 本章小结  62-64
第5章系统调试与测试  64-79
  5.1 软硬件调试  64-69
    5.1.1 调试方法  64-65
    5.1.2 调试过程中遇到的问题及解决  65-69
  5.2 实验室环境系统测试  69-72
    5.2.1 测试环境搭建  69
    5.2.2 网络通讯测试  69-70
    5.2.3 AD 采集测试  70-72
    5.2.4 RS422 通讯测试  72
  5.3 现场系统测试  72-78
    5.3.1 测试要求和目的  72-73
    5.3.2 实物及软件运行、配置界面介绍  73-77
    5.3.3 测试结果分析  77-78
  5.4 本章小结  78-79
结论  79-80
参考文献  80-83
攻读学位期间发表的学术论文  83-85
致谢  85

某ATE测试信号在线监测设备研制

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