面向阵列接口的通用线路板检测平台设计

摘 要：文章介绍了一种面向阵列接口的通用线路板检测平台设计方案，系统在PXI平台上采用CTOS的设计原则，利用C#.NET语言实现对测试资源、测试流程进行有效、可靠控制，具有良好的健壮性。系统设计遵循层次化、模块化、标准化的设计思想，具有可靠性高、扩展灵活、测试性好、维护简单等优点。通过测试实验验证该系统缩短了检测周期，能大大提高线路板的自动化测试程度，具有很好的应用价值。

关键词：PXI；线路板；测试；C#.NET

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）03-0074-02

早期的测试设备，系统构成都以电子插件板的构成形式较多，且插件板接口都不是通用的接口，而且电子插件板的引脚比较多，输入信号与输出信号也比较复杂，因此很难实现很难各种接口线路板的统一、准确、快速检测维修。因此，为提高对线路板的自动化测试程度，缩短了检测周期，提高测试效率，面向阵列接口的通用线路板检测平台应运而生。该系统能够完成对各种接口线路板的调试和测试要求，且具有便于携带和现场进行快速检测的需求。

1 检测平台的总体设计

对线路板的进行检测，我们首先应将插件板的测试引脚连接到相应的检测平台上。其次应通过计算机对板卡对应的输入通道给予一种合适的信息激励，随后读取对相应的响应信息，同时得出测试的结果，如果用户需要，还可以进行保存和打印。检测平台具有通用性和可扩展性是在设计人员在系统设计时的要求。这样一来，能够满足不同类型插件线路板的测试需求。这两个设计过程中的特点体现了检测平台的灵活性。

2 检测平台的硬件设计

检测平台的硬件平台采用PXI货架产品实现，由PXI硬件资源与测试夹具组成。PXI硬件资源由PXI机箱、PXI控制器、PXI功能模块组成。由PXI控制器实现PXI模块的管理与资源分配，由PXI功能模块实现系统所需的硬件接口资源，包括：程控直流电源、万用表、数字化仪、开关量、频率量测量、继电器开关、矩阵、信号源、模拟量输出等。系统由PXI控制器完成PCI总线管理，实现与PXI控制之间的通讯，完成测试任务。

根据通用性要求，测试夹具采用预留阵列接口+测试适配板的结构，这样用户可以根据线路板特点，根据预留的测试资源自行设计适配板完成任何线路板的测试。

测试夹具上提供标准接口与设备进行连接，标准接口采用VPC iCon系列连接器。

阵列接口安装在测试夹具上，阵列接口通过连接电缆与VPC iCon接口连接，将设备的硬件资源转接到阵列接口的欧卡连接插座上。硬件资源主要包括以上模块所提供的各种测试资源等。但其中线路板测试中常用的

27 V、5 V、±15 V电源由测试夹具自身提供，设备通过测试标准接口利用继电器模块中的通道对其输出进行控制。

适配板是为适用不同测试接口的线路板而专门设计的，不同的线路板需要配置不同的测试适配板，适配板通过阵列接口与各种硬件实现连接和分配，测试适配板上实现的测试资源依据被测线路板的测试需求进行确定。

3 检测平台的软件设计

在编写检测平台软件时，使用了C#.NET和Measurement Studio两种语言。我们都知道，C#语言在起初是微软为.NET Framework开发的，它是一种面向对象的语言，其设计思想是比较成熟的，因此非常利于检测平台软件的开发。对于Measurement Studio语言，它的功能也很强大，它是一种基于.NET Framework下测试程序的开发包，在其中，定义了一些接口，而且还支持多种形式的I/O，除此之外，还包括了大量数学分析函数的类。但最重要的一点是，它结合了.NET Framework的一些非常强大的功能，因此提高了对数据处理和分析的灵活性。

在设计检测平台软件时，坚持了两个原则。一是模块化原则，二是层次化原则。它实现了系统软件与测试软件的分离，主要是在开发平台的基础之上实现对各种模块的调用。为了使将各个模块的区别加以隐藏，实现系统各模块函数调用的统一性，检测平台软件的设计因此分为了八层（如图1所示）。下面的三层为资源层，包括测试资源层、VISA层、物理接口层，由模块生产商提供；中间三层为封装层，其中包括模块驱动封装、工厂、以及仪器模块软件模型，通过模块驱动实现对各模块驱动函数的封装，最后通过仪器模块软件模型对上一层提供统一的函数接口，因此，上层软件通过调用相同的函数就能实现对不同模块的访问，实现了模块的动态加载；上面的两层为用户定义层，其中包括用户应用层、管理层，它就像“指挥官”一样，能够调度系统的各个模块，从而满足测试的需求。

如图1的检测软件层次结构图，在软件设计时，设计下面五层时采用了模块化的设计方法，对不同种类的模块进行了封装，并通过一个公共的接口，从而实现检测软件平台的可扩展性，以便于日后对于测试功能进行扩展，对系统进行整体的升级。

应用软件主要是通过读写XML文件的格式进行配置。对于需要测试的每一块线路板都需要建立一个相应的测试配置文件，测试程序流程是通过相应的配置文件生成相应的测试序列进而调用对应的硬件资源来完成线路板的测试需求的，如图2所示。具体来讲，它主要由插件线路板配置文件模块、自动测试向量生成模块、插件线路板测试激励生成和响应读取模块、功能验证模块和系统帮助模块组成。其中，插件线路板配置文件模块的作用是管理每块插件线路板的测试配置信息，包括插件线路板名称、激励生成通道配置等，它是XML格式文件最主要的部分。自动测试向量生成模块的作用是生成线路板验证过程中的测试向量。对于激励生成模块，它又可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路，它们的不同之处在于时序逻辑电路需要根据电路时序生成一些沿信号。响应读取模块的作用是读取并保存插件线路板响应信号。功能测试验证模块的作用则是通过验证预留在测试计算机中的理想插件板的响应向量与实际读取的响应向量进行一定的对比，完成功能测试；最后的系统帮助模块作用是提供相应的帮助信息，解答一些基本的问题。

我们要想验证线路板卡的功能性，首先，我们应将待检测的板卡插到硬件平台上；然后运行线路板测试应用软件的主程序，通过打开相应的测试配置文件或对线路板建立测试序列完成测试硬件资源的配置，然后点击“运行”按钮开始线路板的测试流程；最后我们可以通过文本框控件来显示经过测试得到的相应的数据；再通过“测试结果比较”按钮来选择相应的理论响应结果，通过对比板卡输出通道的理论值与实测值来判断测试的线路板卡是否正确。测试流程图如图3所示。

4 结 语

在以上采用的面向阵列接口的通用线路板检测平台设计方案中，利用C#.NET语言实现了对测试资源、测试流程有效、可靠的控制，因此具有可靠性高、测试性好等特点。该系统从而大大提高了线路板的测试和调试速度，缩短了实际的检测周期。在实际的应用中，我们也不难发现这些特点。因此，该系统具有很好的应用价值。

参考文献：

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