軍用ATE中零槽通信控制卡的自主研制與開發

摘要: 本文基于高性能DSP&CPLD/FPGA和PC接口技術，借鑒VXI/PXI先進經驗，討論了高性價比軍用ATE中零槽通信控制卡的自主研制與開發。詳細介紹了基于PC104嵌入式系統、USB-IDE接口和USB&HPI接口的零槽通信控制卡的研制實例。
關鍵詞:  軍用ATE；零槽通信控制卡；自主研發

1 引言
    軍用ATE（Automatic Testing Equipment）標準化、系統化的一個重要內容就是系統體系結構的優化設計——MC3一體化，具體講就是在承認測量(Measurement)、控制(Control)、通信(Communication)、計算機(Computer)4大要素相對獨立、相對完整的基礎上，削弱各要素的獨立地位，彌合各要素之間的界面，使系統整體優化。在構建MC3一體化平臺時應遵循模塊化、總線接口標準化、通用化等電子儀器開放式體系結構（OSA, Opening System Architecture）準則。國內外發展趨向是引入VXI/PXI系統等標準技術，主要以零槽通信控制卡為核心、以數據采集與處理卡和其他功能模塊卡為基礎，搭建通用化、多功能、模塊化、開放式系統。但VXI/PXI零槽通信控制卡價格昂貴，借鑒VXI/PXI技術，自主研發高性價比的零槽通信控制卡在軍用ATE、ATS等領域具有深遠的現實意義。
2 零槽通信控制卡總體設計
    圖1所示為開放式體系結構的VI/ATS原理框圖。零槽通信控制卡在整個系統中起承上啟下的“橋梁作用”，作為上層PC軟件的直接操控對象，、接收上位機控制命令、上傳系統狀態信息和測試數據，同時是底層硬件的“大腦”控制內部各功能模塊卡。筆者以高性能DSP& FPGA為核心，主要基于外部PC通信接口模塊、內部總線接口模塊和擴展功能模塊三部分進行零槽通信控制卡的自主研發，基本上涵蓋了所有PC標準通信接口和DSP/MPU間通信接口設計，如圖2所示。

3 工程實例
3.1 基于PC104嵌入式系統的零槽通信控制卡設計
    PC104嵌入式系統具有功能強、體積小、兼容性好、工作穩定、適應性強等優點。它采用ISA總線架構，易與DSP/MPU進行通信接口設計，硬件和軟件與標準臺式PC體系結構完全兼容，系統容易升級，開發周期短，且與典型的VXI/PXI嵌入式零槽嚴格對應，在大型儀器儀表、ATS和軍用ATE中得到了廣泛的應用。筆者應用研華公司的PCM-3346模塊，通過PC104 ISA總線與高性能SHARC ADSP2106X相結合的方式研發了基于PC104嵌入式系統的零槽通信控制卡，其原理如圖3所示。
DSP作為PC104嵌入式系統的協處理器，通過儀器總線用于內部管理各儀器模塊。它們之間基于FIFO緩沖數據池進行高速數據交換和通信控制，支持突發式海量數據傳輸。大容量SDRAM可實現4M