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基于LXI总线架构的自动化IC测试系统软件设计

作　者: 齐霄
导　师: 陈后金
学　校: 北京交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: LXI 嵌入式系统自动化测试 TCP/IP
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 37次
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内容摘要

近年来,随着电子产业的蓬勃发展,嵌入式系统被应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“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统”。嵌入式系统是面向应用的,它必须与具体应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,应用到IC测试系统中,必然会显著的提高系统远程控制能力,简化系统总线结构。使测试系统的功能、应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方案。本文测试系统的设计严格遵循LXI总线C类标准,经过分析比较国内外测试技术的发展趋势和特点,确立以业内成熟的分布式系统,实现方式采用“上位机+下位机”的模型。在此基础上,本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.开发了嵌入式应用软件,包括网络套接字程序和各测试模块的控制程序。4.开发了远程计算机中的网络虚拟仪器界面,满足了远程控制测试系统的要求。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。文中共有图16幅,表10个,参考文献32篇。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-13
1 引言  13-20
  1.1 测试总线简介  13-15
    1.1.1 测试系统与总线技术  13
    1.1.2 测试系统总线的发展  13-14
    1.1.3 LXI简介  14-15
  1.2 嵌入式系统简介  15-17
    1.2.1 嵌入式系统概念  15
    1.2.2 嵌入式系统的发展  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应用前景  18
  1.5 研究背景和主要任务  18-19
  1.6 本章小结  19-20
2 自动化测试系统的设计方案  20-26
  2.1 嵌入式系统硬件平台资源  20-24
    2.1.1 LPC1766简介  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 软件架构方案  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操作系统简介  26
  3.2 μC/OS-Ⅱ系统移植  26-35
    3.2.1 简介  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 任务控制块  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 内存控制块  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 事件控制块  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 发送过程  59-60
    3.8.7 接收过程  60
  3.9 本章小结  60-61
4 嵌入式应用软件开发  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应用  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
参考文献  79-81
作者简历  81-83
学位论文数据集  83

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