LXI仪器接口技术的研究

论文摘要

随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,基于总线的自动测试技术也随之发生了巨大的变化,它主要经历了GPIB、VXI、PXI等几个阶段。同时,网络技术的出现和迅速发展也早已引起自动测试技术领域研究人员的极大关注。2004年9月安捷伦科技公司和VXI科技公司联合成立了国际LXI联盟,并推出新一代的模块化仪器总线标准——LXI(LAN eXtensions for Instrumentation)。LXI技术构建在成熟的以太网标准上,融合了GPIB仪器的高性能、VXI/PXI卡式仪器的小体积以及LAN的高速吞吐率,能够快速、高效率、高性价比的构建测试系统,是下一代自动测试系统的理想解决方案。本文首先重点研究了LXI规范,详细分析了LXI规范的技术框架,包括网络消息触发、硬件触发、LXISync同步接口规范、LAN和Web等,并介绍了IEEE 1588同步定时协议、IVI可互换虚拟仪器驱动规范等LXI相关技术规范。一个测试设备由仪器功能模块和接口功能模块两部分组成。仪器功能部分用来实现各种测试功能。接口功能部分用来传递各测试设备间的信息。在充分理解LXI规范的基础上,本文提出了通用LXI仪器接口部分的设计方案。硬件选用32位微控制器AT91RM9200作为主控制芯片,EP1C6Q240C8作为同步和触发的逻辑控制芯片。软件设计是在AT91RM9200中搭建嵌入式Linux操作系统平台,并在该平台下进行Web Server移植、接口功能等应用程序的开发,从而使LXI设备通过LXI接口实现与以太网之间的正常通信和触发。文中详细介绍了LXI接口板上主要功能模块的电路设计,嵌入式Linux操作系统和Web Server的移植。最后本文进行了一个简单的实验,即采用控制网页来使接口板动作,在网络上实现了对LXI接口板的功能测试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 自动测试系统的发展概况
• 1.2 LXI 总线技术的性能概述
• 1.3 LXI 总线技术的发展现状与展望
• 1.4 本课题的来源及研究内容
• 第2章 LXI 规范及其关键技术的研究
• 2.1 LXI 规范
• 2.1.1 LXI 仪器分类
• 2.1.2 LXI 物理规范
• 2.1.3 LXI 设备的同步和触发
• 2.1.4 模块至模块的数据通信
• 2.1.5 LXI 硬件触发
• 2.1.6 LXI 编程接口（驱动程序）
• 2.1.7 LAN 规范
• 2.1.8 Web 接口
• 2.1.9 LXI 规范1.1 版
• 2.2 IEEE 1588 规范概要
• 2.2.1 偏移测量
• 2.2.2 延迟测量
• 2.3 IVI 规范概要
• 2.4 本章小结
• 第3章 LXI 接口的硬件设计与实现
• 3.1 LXI 接口总体方案
• 3.2 主处理器的选择
• 3.3 电源模块设计
• 3.4 存储器模块的设计
• 3.5 网络接口模块的设计
• 3.6 时钟模块设计
• 3.7 FPGA 部分电路设计
• 3.8 LXI 功能板接口部分设计
• 3.9 本章小结
• 第4章 LXI 接口的软件设计与功能测试
• 4.1 软件设计方案介绍
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 嵌入式Linux 系统的介绍
• 4.2 嵌入式Linux 系统的移植
• 4.2.1 Bootloader 的移植
• 4.2.2 Linux 内核的移植
• 4.3 Web 服务器的移植
• 4.4 FPGA 逻辑设计
• 4.5 LXI 接口的功能测试
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢