新發(fā)展環(huán)境下電子測試系統(tǒng)的接口技術(shù)的發(fā)展

劉小海

（北京航空工程技術(shù)研究中心,北京,100076）

系統(tǒng)測試的接口具備多種功能，在世界各地，各個電子工廠都會達(dá)成統(tǒng)一協(xié)議，使其開啟自動測試系統(tǒng)，我們分別從端口協(xié)議、電氣串口、尺寸大小、型號類別的傳輸性能入手，嚴(yán)格按照定量的統(tǒng)一要求。在這種形式下，我們可以擴(kuò)大受用范圍，不斷測試接口設(shè)備，這需要反復(fù)的試驗，以便于減少錯誤，達(dá)到最低限度。

1 電子測試技術(shù)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要性

在人們認(rèn)識世界和改造是世界的過程中離不開測試。盡管當(dāng)今科技水平日新月異，但測試這一環(huán)節(jié)依然成為電子制造產(chǎn)業(yè)的重中之重。無論是在創(chuàng)造能力和生產(chǎn)環(huán)節(jié)上，電子測試的數(shù)據(jù)都具有一定的指標(biāo)性和實用性。根據(jù)一項最新的調(diào)查顯示：測試系統(tǒng)已經(jīng)在實驗設(shè)備所花費的總成本上占有50-70%的超高比重。由于測試系統(tǒng)運行耗費時間較長，所以必須要求相關(guān)從業(yè)人員花費大量人力、物力、財力。因此，在國際競爭如此激烈的今天，測試系統(tǒng)儼然成為國際競爭力的一項重要部分，并和現(xiàn)代設(shè)備、科研制造系統(tǒng)成為電子“三巨頭”共同促進(jìn)了現(xiàn)代化科技的發(fā)展。另一方面，計算機(jī)技術(shù)、電子測試技術(shù)、微電子技術(shù)相輔相成，也成為了現(xiàn)代電子設(shè)備系統(tǒng)的三個基礎(chǔ)。而一些發(fā)達(dá)國家早已在電子技術(shù)上投入大量人力、物力、財力，使得電子測試技術(shù)發(fā)展極為迅猛，發(fā)展成果令世人矚目。

當(dāng)科技之花在世界各個領(lǐng)域中頻繁綻放的同時，測試技術(shù)往往扮演的非常重要的角色，可以這么說，如果沒有測試技術(shù)，那么世界上80%的科技成果都不能有效的運轉(zhuǎn)，科技研究基本是不能完成的任務(wù)。所以說測試技術(shù)是無處不在的，特別是在微電子產(chǎn)業(yè)、計算機(jī)科學(xué)的領(lǐng)域上都極大地推動了測試技術(shù)和儀器的發(fā)展。并對其產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響和推動的科技的重大變革。簡而言之就是，在未來我國科技發(fā)展的十年內(nèi)，會產(chǎn)生一系列新穎的測試?yán)砟詈拖冗M(jìn)的測試設(shè)備，這在很大程度上提高了測試水平和質(zhì)量，并且能夠降低一部分測試成本。盡管我們在電子測試技術(shù)方面，與國外發(fā)達(dá)國家相比還存在很大差距。而且，由于我國的性質(zhì)造成了國外對我國高精密測試儀器的封鎖，所以說發(fā)展電子檢測技術(shù)在我國是有一定的技術(shù)難度。而另一方面，由于我國電子檢測技術(shù)的設(shè)備是受到宏觀調(diào)控的，所以只要我國在電子測試技術(shù)方面投入人力資本達(dá)到一定程度，那么我們有信心說發(fā)展是勢在必行的。所以，在未來相當(dāng)長的一段時間里，中國必須牢牢把握住科技的脈搏，抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，爭取在電子測試科技的發(fā)展上取得長足的進(jìn)步。

2 電子測試系統(tǒng)的接口技術(shù)發(fā)展分析

2.1 S-100標(biāo)準(zhǔn)總線

S-100標(biāo)準(zhǔn)總線是微處理器系統(tǒng)總線100內(nèi)的電源線和信號線的總稱，從物理層面上講，它只規(guī)定了特定的75針的名稱和功能，九個僅僅有一個名稱，但沒有詳細(xì)的規(guī)定，16個沒有定義的，用戶可以自由定義。 據(jù)了解在1976年，美國電氣和電子工程師學(xué)會（ IEEE ）采用了S- 100總線使用其他微處理器設(shè)計的8080微處理器CPU，這個標(biāo)準(zhǔn)總線最初被稱為牛郎星BUS ， 之后被命名為“ S - 100總線” ，在電子領(lǐng)域稱作“最有用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”

2.2 RS-232C串行接口總線

據(jù)IEEE顯示：EIA RS - 232C標(biāo)準(zhǔn)和RS -232C在連接調(diào)制解調(diào)器接口時，其通道長度應(yīng)該小于15米。比現(xiàn)在常用的序列信息傳輸?shù)腎EEE-488接口相比速度較慢，卻因為距離短，結(jié)構(gòu)也很簡單。雖然這是不實際的儀器總線。但由于大多數(shù)計算機(jī)都配備的RS-232通信接口，因此也可以被用作控制儀器。，在區(qū)分識別裝置方面，很遺憾它不能夠單獨作為一個獨立的成本儀器系統(tǒng)。所以綜上所述。RS-232的優(yōu)點就是可以在網(wǎng)絡(luò)上通過連接調(diào)制解調(diào)器可以在手機(jī)上長距離（高達(dá)200米）來傳輸移動數(shù)據(jù)的接口。

IEEE顯示RS - 232C從本質(zhì)上來講是一個標(biāo)準(zhǔn)的25引腳連接器，它符合數(shù)字連接功率的最大標(biāo)準(zhǔn)。我們可以通過他來和計算機(jī)或其他外部設(shè)備連接，它不僅適用于兩個設(shè)備間作單向或一路，還能夠同步或異步串行通訊信息，可以與通用微機(jī)化儀器與RS-232C接口。

2.3 1EEE-488接口總線

IEEE-488接口IEEE標(biāo)準(zhǔn)接口，其通道長度不超過20米，最高傳輸速率不超過1M字節(jié)/秒。美國惠普公司就是利用它的這一特質(zhì)形成了“ HP標(biāo)準(zhǔn)接口” ，隨著時間的推移，它的受用面也越來越廣泛，現(xiàn)在，任何一個使用惠普筆記本的內(nèi)核處理器當(dāng)中，都可以發(fā)現(xiàn)這小小的接口。它不僅可以協(xié)調(diào)不同的速率工作和工具之間的信號傳輸;也可以用來消除傳輸接口，當(dāng)遠(yuǎn)程工作結(jié)束或正在識別其他管理信息時，都可以完成連接儀器外部總線上的控制。IEEE-488接口總線的多功能性極大地推動了測量儀器和測試系統(tǒng)的開發(fā)，到目前為止，許多國際上的大公司已經(jīng)產(chǎn)生了許多的與IEEE-488接口總線測試設(shè)備的儀器。這些測試工具將在很長一段時間內(nèi)繼續(xù)使用。

2.4 VXI 型接口總線

VME總線是擴(kuò)展的forInstrumentation ，VME總線在計算機(jī)系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下，可以和總線接口。其通訊速率和儀器設(shè)備將在啟動時結(jié)合。這是一個高端顯示器最理想的儀器，它能夠在通訊的過程中因外界的不可抗力迅速觸發(fā)VME中斷，魚鉤和其他必要的籃板。 VXI總線結(jié)合與PC總線GPIB總線速度傳輸能力和兩者的精度，VME總線的微機(jī)提供高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)果，中線提高穩(wěn)定信號基準(zhǔn)。如果從軟件的角度來看， VXI總線可以是一臺良好的計算機(jī)，軟件系統(tǒng)的傳輸結(jié)果，與PC主機(jī)系統(tǒng)，語言，具有一些內(nèi)部的設(shè)置保持良好的同步性，確保整個信號體系運轉(zhuǎn)萬無一失。而標(biāo)準(zhǔn)化的接口，是基于VXI總線GPIB總線具有良好的品質(zhì)，并繼續(xù)使用488.1和488.2和標(biāo)準(zhǔn)化的過程控制儀表控制命令，創(chuàng)建一個新的儀器儀表，標(biāo)準(zhǔn)命令可編程儀器和內(nèi)部之間的信息交換、信息交流、和高度統(tǒng)一指揮三內(nèi)的軟件環(huán)境中的信息交換。另一種類型的VXI接口總線儀已經(jīng)發(fā)展到信息交流，所以我們在不同系統(tǒng)之間的穩(wěn)定和高效的連接，就需要VXI提高其兼容性和標(biāo)準(zhǔn)，只有VXI總線和VXI總線系統(tǒng)的開發(fā)時間有效延長，才能使整個運行系統(tǒng)有足夠的兼容性與標(biāo)準(zhǔn)化模式。

2.5 PXI系統(tǒng)總線

在計算機(jī)運轉(zhuǎn)的過程中，單獨的PC易于接觸儀器和計算機(jī)系統(tǒng)，PXI模塊化儀器系統(tǒng)就可以提高桌面水平。只有稍加利用，它就能作為一種工具幫助用戶采集數(shù)據(jù)，測試速度和測量廣度。大大提高了運作效率。在面對諸多強大的PXI模塊的競爭中，PXI化系統(tǒng)工具可以有效的幫助臺式機(jī)的硬件的開發(fā)和軟件更新。換句話說：它是具有時代性的軟件PC 。 PXI模塊化儀器和Microsoft Windows軟件大致相同，事實上就是我們?nèi)粘Ｉ钪袠?biāo)準(zhǔn)臺式電腦的主流。

PXI總線可以說是PCI擴(kuò)展儀器， VXI總線是計算機(jī)總線VME擴(kuò)展儀器儀表， PXL總線和VXI總線有很多相似之處。PIC可以更快的傳輸數(shù)據(jù)，但缺乏儀器領(lǐng)域最有影響力的供應(yīng)商的全力支持，因此它的發(fā)展有局限性。槽PXI機(jī)箱，電源，品種和數(shù)量的VXI系統(tǒng)提供功率，當(dāng)指標(biāo)低于限制時，就不能夠正式標(biāo)入IEEE 。

3 在接口技術(shù)發(fā)展環(huán)境下如何把握電子測試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

3.1 加強基礎(chǔ)研究,提高儀器質(zhì)量和可靠性

除了了解到國內(nèi)外測試系統(tǒng)的運行環(huán)境和情況，也要運用新概念，新原理，新方法來培養(yǎng)測試人員。注重整體與部分的協(xié)調(diào)發(fā)展，既注重部件的基礎(chǔ)研究，也要注意改善儀器加工技術(shù)，從而全方面提高產(chǎn)品質(zhì)量。而且在儀器可測性設(shè)計上，我們可以根據(jù)整合下來的測試信息提高儀器的可靠和穩(wěn)定，克服一些長期存在的局限性。

3.2 抓住機(jī)遇,重點突破

隨著科技的發(fā)展，測試技術(shù)也整處于變革的時期，我們應(yīng)該勇于借鑒國外的優(yōu)秀技術(shù)，集中全力突破難點。在此基礎(chǔ)上，乘勝追擊，將原來的GPIB等系統(tǒng)一一破解，不在受制于國外的技術(shù)封鎖。依靠自主創(chuàng)新能力，將科技產(chǎn)業(yè)作為重要發(fā)展產(chǎn)業(yè)，在整合最有資源的同時做到抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)。

3.3 增加投入,積極開發(fā)新儀器

有這樣一項報道，一個國外大型儀器公司對一個新設(shè)備銷售的公司投入就是幾百萬美元，而十幾億美元中每年都要上升10%至18%的年均科研經(jīng)費。所以說沒有足夠的投資是很難提高測試水平的，而且電子測試設(shè)備，新技術(shù)，小批量的更新很快，這不得不要求我們必須重視投資和創(chuàng)新的有機(jī)結(jié)合 。

3.4 提離儀器設(shè)計開發(fā)手段

該儀器在大型外國公司設(shè)有設(shè)計中心，它可以共享每一個設(shè)計者的設(shè)計資源從而實現(xiàn)儀器設(shè)計自動化（EDA） ，這樣不僅可以提高運行速度，還能保證資源質(zhì)量。

所以說 VXI總線儀器系統(tǒng)的思想是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，它的意識形態(tài)早已在許多國外發(fā)達(dá)國家根深蒂固。目前， VXI產(chǎn)品有千余種。她逐步取代VXI和GPIB指日可待。VXI也將沖擊傳統(tǒng)通用ATE ，當(dāng)然，這種“復(fù)活”與“取代”還有一定的發(fā)展過程。這是因為未指定的初始軟件VXI總線，和控制是完全兼容IEEE488 ，所以，至少在目前，兩者還應(yīng)一起構(gòu)成自動測試系統(tǒng)。

[1] 李玲,龔立嬌.懸掛農(nóng)機(jī)具牽引力電子測試系統(tǒng)的設(shè)計[J].農(nóng)機(jī)化研究,2011,(1)：147-149

[2] 曾曉華,張寧丹.電子測試系統(tǒng)接口技術(shù)研究 [J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報 ,2012,(10)：77

[3] 李璠.LabWindows/CVI與Matlab接口技術(shù)及其在振動測試系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].航空試驗測試技術(shù)峰會論文集,2011(07).