使用NI硬件开发卫星通信设备的自动化测试系统

作者:
Crescent Luhman - Aegis Group

行业:
航空/航天

产品:
LabVIEW, PXI/CompactPCI

挑战:
为基于VME的卫星通信板开发易用、全面的测试系统。

解决方案:
     为卫星通信板创建一个可扩展的封装了软硬件及固件的测试包，并提供直观且半自动的用户界面以及易调整的硬件夹具。

      在Aegis Group 公司，我们提供多项服务，包括开发嵌入式及企业级软件，承揽机械工程、电子工程，以及工业设计。我们的客户是一家重要的航天航空机构，寻求我们的帮助以升 级三个重要的通信子系统。这些系统采用了19 块可替换的基于VME的通信板，大多数通信板的设计和制造源于80 年代的技术。功能正常的的板卡数量已锐减到底限，但是由于制作新板卡的成本效益过高，所以这家航天航空机构不得不维修现存的板卡。然而，对于无法正常工作 的板卡进行故障诊断几乎不可能，所以一种新的测试方法势在必行。

      该机构要求设计一个测试系统，不仅能够高效地甄别出有故障的板卡，而且能诊断出板卡上的失效器件。这一系统对于非技术人员要简单易用，能快速准确地 完成板卡的器件级诊断，还应具备一定的扩展性，允许添加新功能以维持寿命至2015 年。深入研究了项目需求后，我们意识到需要开发一种创新、全面的测试解决方案。

硬件组织

      我们的解决方案包括了七个电源，每个电源提供不同的电压输出，并分别对测试板卡及自定义扩展测试电路板（ETC）供电。ETC 板采用VXI 通信；而测试的PCB 板采用VME 通信，我们在ETC 上对其进行仿真。ETC 板还包括两块用于仿真VEM 底板的FPGA，它们允许注入自定义消息及误差。

       测试系统还采用了一个示波器采集来捕获和显示信号。NI VXI控制器提供PC 与ETC 板、电源及示波器之间的接口。

       我们设计了一个机械联动装置使所有移动部件协调工作， 它用来使PCB板和自定义适配器板能够轻松插入移除，同时不损坏或压迫高密度连接器。自定义测试装置包括人体工学测试支架、商用或自定义的电子器件、自定义连接及自定义布线。

      硬件装置的设计兼具功能最大化和易用性。对于每块板卡，都需要仿真操作环境，都需要提供对各个方面的快速接入，同时也需要能够针对不同的板卡需求进行完全配置。

软件组织

       NI LabVIEW 软件作为基础，支持每块板卡的快速测试器件开发、自定义电子器件的自诊断、及内在扩展性和定制性的灵活性。LabVIEW 与系统中的NI 硬件及与第三方设备的通信无缝集成。使用LabVIEW，我们开发了用户界面来显示测试中的图形和文字、结果信号波形、及每块板卡的测试层次。用户通过简 单易用的指令、图像及图形来正确插入、连接任何特定电缆的板卡。完成信号测试后，屏幕会显示测试中探测的器件及管角。为了维护及扩展的方便，我们还设计创 建了自定义数据库及配置文件。

构架

      为了识别失效器件，我们采用了空间法而不是演绎法。在空间法中我们将板卡按区域分为功能区及器件。将信号在每个功能区的出入定义为边界。通过测试边 界信号，我们可以缩小可能失效器件的范围，将其定位在错误信号边界内。我们再以同样的方法将区域细分测试，直到识别出故障器件。

     从系统概念直至交付系统及培训，我们能够针对自定义测试系统进行构架、设计、开发、集成、测试/ 调试、实现、及发布。我们无缝使用NI GPIB 及VXI 控制器和LabVIEW 软件，为客户提供有效、并可多年使用的解决方案。通过采用尖端测试技术及LabVIEW 提高生产力的特性，我们可以快速开发稳定的构架。

更多相关资源

• 中文网页：LabVIEW 8.6资源库
• 在线视频：PCI Express如何控制PXI
• 下载\索取：CompactRIO技术白皮书