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试议基于LXI总线架构自动化IC测试系统软件设计

收藏本文 2024-03-13 点赞:6485 浏览:19703 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近年来,随着电子产业的蓬勃进展,嵌入式系统被运用到越来越多的领域,市场需求日益扩大。嵌入式系统可以被定义为“以运用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应运用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统”。嵌入式系统是面向运用的,它必须与具体运用相结合才会具有生命力。将先进的网络技术与嵌入式系统相结合,运用到IC测试系统中,必定会显著的提升系统远程制约能力,简化系统总线结构。使测试系统的功能、运用范围得到极大的扩展。总线是一组信号线的集合,是系统中各功能部件间进行信息传输的公共通道。在测试系统中,总线发挥重要的作用。LXI总线标准将以太网标准、接口标准、触发标准、物理标准和网络标准整合在一起,满足了测试系统对系统建立时间、系统尺寸、传输能力、通用性等方面更高的要求,是继GPIB. VXI、PXI之后全新一代的总线标准。本课题致力于开发基于LXI总线的自动化IC测试系统,目标是开发出低成本、低能耗、高性能、配置简便灵活,基于工业以太网的解决案例。本论文测试系统的设计严格遵循LXI总线C类标准,经过浅析比较国内外测试技术的进展走势和特点,确立以业内成熟的分布式系统,实现方式采取“上位机+下位机”的模型。在此基础上,本论文着重进行了以下的几方面工作:1.根据嵌入式硬件资源移植嵌入式实时操作系统μC/OS-II,并根据功能要求对μC/OS-II操作系统进行适当的剪裁。2.开发了网络传输功能模块,在μC/OS-II操作系统上建立TCP/IP协议栈,达到了LXI C类标准的要求。3.开发了嵌入式运用软件,包括网络套接字程序和各测试模块的制约程序。4.开发了远程计算机中的网络虚拟仪器界面,满足了远程制约测试系统的要求。实验结果表明,基于LXI总线的自动化IC测试系统实现了模拟、数字数据的实时采集,并能通过LXI总线工业以太网准确、实时的将数据发送到计算机。相比传统测试总线在传输速度、系统容量和成本等方面有极大提升,系统灵活的拓扑结构和丰富的扩展接口为未来实现大规模网络化测试系统提供了可能。文有图16幅,表10个,参考文献32篇。关键词:LXI论文嵌入式系统论文自动化测试论文TCP/IP论文

    致谢5-6

    中文摘要6-7

    ABSTRACT7-13

    1 引言13-20

    1.1 测试总线介绍13-15

    1.1.1 测试系统与总线技术13

    1.1.2 测试系统总线的进展13-14

    1.1.3 LXI介绍14-15

    1.2 嵌入式系统介绍15-17

    1.2.1 嵌入式系统概念15

    1.2.2 嵌入式系统的进展15-16

    1.2.3 嵌入式系统的未来16-17

    1.3 嵌入式处理器概述17-18

    1.4 嵌入式系统在测试测量领域的运用前景18

    1.5 探讨背景和主要任务18-19

    1.6 本章小结19-20

    2 自动化测试系统的设计案例20-26

    2.1 嵌入式系统硬件平台资源20-24

    2.1.1 LPC1766介绍20-21

    2.1.2 LPC1766的特点21-22

    2.1.3 最小系统硬件电路22-24

    2.2 多功能模块资源24

    2.2.1 AD转换电路24

    2.2.2 DA转换电路24

    2.2.3 数字量输入电路24

    2.2.4 数字量输出部分24

    2.3 软件架构案例24-25

    2.4 本章小结25-26

    3 嵌入式系统操作系统搭建26-61

    3.1 μC/OS-Ⅱ操作系统介绍26

    3.2 μC/OS-Ⅱ系统移植26-35

    3.2.1 介绍27-28

    3.2.2 硬件平台要求28

    3.2.3 移植主要工作28

    3.2.4 文件OS_CPU.H的编写28-30

    3.2.5 文件OS_CPU_C.C的编写30-35

    3.3 μC/OS-Ⅱ的初始化和启动35-36

    3.3.1 μC/OS-Ⅱ的初始化35-36

    3.3.2 μC/OS-Ⅱ的启动36

    3.4 μC/OS-Ⅱ的任务管理36-44

    3.4.1 μC/OS-Ⅱ任务的义36-37

    3.4.2 μC/OS-Ⅱ任务状态37-38

    3.4.3 任务制约块38

    3.4.4 任务就绪表38-39

    3.4.5 任务创建39-40

    3.4.6 任务调度40-43

    3.4.7 确定最高优先级43-44

    3.5 μC/OS-Ⅱ的内存管理44-46

    3.5.1 内存管理方式44

    3.5.2 内存制约块44-45

    3.5.3 内存初始化45

    3.5.4 建立内存分区45

    3.5.5 获取内存块45-46

    3.5.6 释放内存块46

    3.6 μC/OS-Ⅱ的中断与时钟46-51

    3.6.1 μC/OS-Ⅱ的中断46-47

    3.6.2 μC/OS-Ⅱ的时钟47-48

    3.6.3 μC/OS-Ⅱ的时间管理48-51

    3.7 μC/OS-Ⅱ任务的同步与通信51-58

    3.7.1 任务间的同步51

    3.7.2 事件51-52

    3.7.3 事件制约块52-53

    3.7.4 信号量53

    3.7.5 信号量的操作53-54

    3.7.6 消息邮箱及其操作54-55

    3.7.7 消息队列55-56

    3.7.8 消息队列的操作56-58

    3.8 以太网模块功能描述58-60

    3.8.1 概述58

    3.8.2 AHB接口58

    3.8.3 中断逻辑58

    3.8.4 直接存储器访问58-59

    3.8.5 以太网模块初始化59

    3.8.6 发送历程59-60

    3.8.7 接收历程60

    3.9 本章小结60-61

    4 嵌入式运用软件开发61-74

    4.1 LXI总线通信61-66

    4.1.1 通信网络概述61

    4.1.2 TCP/IP协议61-63

    4.1.3 网络套接字63-66

    4.2 数模转换模块66-68

    4.2.1 概述66

    4.2.2 引脚描述66-67

    4.2.3 寄存器描述67

    4.2.4 DA运用67-68

    4.3 模数转换模块68-71

    4.3.1 概述68

    4.3.2 引脚描述68-69

    4.3.3 寄存器描述69

    4.3.4 AD采样69-71

    4.4 数字量输入模块71

    4.4.1 概述71

    4.4.2 引脚描述71

    4.5 数字量输出模块71-73

    4.5.1 概述71

    4.5.2 引脚描述71-72

    4.5.3 数字量输出程序72-73

    4.6 本章小结73-74

    5 网络化虚拟仪器开发74-77

    5.1 图形化编程语言74-75

    5.2 程序的基本构成75-76

    5.2.1 前面板75

    5.2.2 框图程序75-76

    5.2.3 图标和连接端口76

    5.3 本章小结76-77

    6 结论77-79

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