使用NI硬件開發(fā)衛(wèi)星通信設備的自動化測試系統(tǒng)

Author(s):
Crescent Luhman - Aegis Group

Industry:
Aerospace/Avionics

Products:
LabVIEW, PXI/CompactPCI

The Challenge:
　　為基于VME的衛(wèi)星通信板開發(fā)易用、全面的測試系統(tǒng)。

The Solution:
　　為衛(wèi)星通信板創(chuàng)建一個可擴展的封裝了軟硬件及固件的測試包，并提供直觀且半自動的用戶界面以及易調(diào)整的硬件夾具。

　　"我們無縫使用NI GPIB及VXI控制器和LabVIEW軟件，為客戶提供有效、并可多年使用的解決方案。通過采用尖端測試技術及LabVIEW提高生產(chǎn)力的特性，我們可以快速開發(fā)穩(wěn)定的構架。"
在Aegis Group 公司，我們提供多項服務，包括開發(fā)嵌入式及企業(yè)級軟件，承攬機械工程、電子工程，以及工業(yè)設計。我們的客戶是一家重要的航天航空機構，尋求我們的幫助以升級三個重要的通信子系統(tǒng)。這些系統(tǒng)采用了19 塊可替換的基于VME的通信板，大多數(shù)通信板的設計和制造源于80 年代的技術。功能正常的的板卡數(shù)量已銳減到底限，但是由于制作新板卡的成本效益過高，所以這家航天航空機構不得不維修現(xiàn)存的板卡。然而，對于無法正常工作的板卡進行故障診斷幾乎不可能，所以一種新的測試方法勢在必行。

　　該機構要求設計一個測試系統(tǒng)，不僅能夠高效地甄別出有故障的板卡，而且能診斷出板卡上的失效器件。這一系統(tǒng)對于非技術人員要簡單易用，能快速準確地完成板卡的器件級診斷，還應具備一定的擴展性，允許添加新功能以維持壽命至2015 年。深入研究了項目需求后，我們意識到需要開發(fā)一種創(chuàng)新、全面的測試解決方案。

硬件組織
　　我們的解決方案包括了七個電源，每個電源提供不同的電壓輸出，并分別對測試板卡及自定義擴展測試電路板（ETC）供電。ETC 板采用VXI 通信；而測試的PCB 板采用VME 通信，我們在ETC 上對其進行仿真。ETC 板還包括兩塊用于仿真VEM 底板的FPGA，它們允許注入自定義消息及誤差。

　　測試系統(tǒng)還采用了一個示波器采集來捕獲和顯示信號。NI VXI控制器提供PC 與ETC 板、電源及示波器之間的接口。

　　我們設計了一個機械聯(lián)動裝置使所有移動部件協(xié)調(diào)工作， 它用來使PCB板和自定義適配器板能夠輕松插入移除，同時不損壞或壓迫高密度連接器。自定義測試裝置包括人體工學測試支架、商用或自定義的電子器件、自定義連接及自定義布線。

　　硬件裝置的設計兼具功能最大化和易用性。對于每塊板卡，都需要仿真操作環(huán)境，都需要提供對各個方面的快速接入，同時也需要能夠針對不同的板卡需求進行完全配置。

軟件組織
　　NI LabVIEW 軟件作為基礎，支持每塊板卡的快速測試器件開發(fā)、自定義電子器件的自診斷、及內(nèi)在擴展性和定制性的靈活性。LabVIEW 與系統(tǒng)中的NI 硬件及與第三方設備的通信無縫集成。使用LabVIEW，我們開發(fā)了用戶界面來顯示測試中的圖形和文字、結果信號波形、及每塊板卡的測試層次。用戶通過簡單易用的指令、圖像及圖形來正確插入、連接任何特定電纜的板卡。完成信號測試后，屏幕會顯示測試中探測的器件及管角。為了維護及擴展的方便，我們還設計創(chuàng)建了自定義數(shù)據(jù)庫及配置文件。

構架
　　為了識別失效器件，我們采用了空間法而不是演繹法。在空間法中我們將板卡按區(qū)域分為功能區(qū)及器件。將信號在每個功能區(qū)的出入定義為邊界。通過測試邊界信號，我們可以縮小可能失效器件的范圍，將其定位在錯誤信號邊界內(nèi)。我們再以同樣的方法將區(qū)域細分測試，直到識別出故障器件。
從系統(tǒng)概念直至交付系統(tǒng)及培訓，我們能夠針對自定義測試系統(tǒng)進行構架、設計、開發(fā)、集成、測試/ 調(diào)試、實現(xiàn)、及發(fā)布。我們無縫使用NI GPIB 及VXI 控制器和LabVIEW 軟件，為客戶提供有效、并可多年使用的解決方案。通過采用尖端測試技術及LabVIEW 提高生產(chǎn)力的特性，我們可以快速開發(fā)穩(wěn)定的構架。

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