基于AT91RM9200的導(dǎo)航計算機(jī)測試儀設(shè)計

摘要：介紹了一種基于AT91RM9200的導(dǎo)航計算機(jī)測試儀的設(shè)計方案。該測試儀可接收來自多路輸入數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)，并經(jīng)計算機(jī)進(jìn)行解算處理，然后將結(jié)果由輸出數(shù)據(jù)接口控制輸出。此外，基于AT91RM9200的導(dǎo)航測試儀能夠方便快捷地實現(xiàn)對兩套導(dǎo)航計算機(jī)的測試。
關(guān)鍵詞：AT9lRM9200；導(dǎo)航計算機(jī)；測試儀；EP2C8Q208C6

0 引言
    導(dǎo)航計算機(jī)是捷聯(lián)組合導(dǎo)航組件的組成部件，可接收來自多路輸入數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)，并將結(jié)果由輸出數(shù)據(jù)接口控制輸出。為了驗證導(dǎo)航計算機(jī)的功能和性能指標(biāo)，可用測試儀器來完成導(dǎo)航計算機(jī)的檢測和測試。導(dǎo)航計算機(jī)測試儀器的總體研制目標(biāo)就是希望能夠方便快捷地實現(xiàn)對兩套導(dǎo)航計算機(jī)的測試，包括導(dǎo)航計算機(jī)多個接口的速率測試、接口傳輸數(shù)據(jù)正確性和完整性測試、以及導(dǎo)航計算機(jī)數(shù)據(jù)處理DSP的測試。

1 系統(tǒng)組成
    本導(dǎo)航計算機(jī)測試儀器主要由測試模塊和顯示控制模塊兩大部分組成。其中測試模塊主要包括測試接口與測試單元；顯示控制模塊是導(dǎo)航計算機(jī)測試儀的輸入和輸出設(shè)備，主要包括上位機(jī)處理單元和顯示單元。其具體組成如圖l所示。

2 測試模塊
    測試模塊主要用于對導(dǎo)航計算機(jī)工作狀態(tài)及性能的測試，包括對導(dǎo)航計算機(jī)各個接口的測試，以及對DSP處理性能的測試等。測試模塊主
要包括測試接口與測試單元。為了滿足同時測試兩套導(dǎo)航計算機(jī)的要求，同時為了方便升級，本設(shè)計考慮一對一的測試模式．圖2所示是針對一套導(dǎo)航計算機(jī)的測試模塊組成框圖。
    為滿足兩套導(dǎo)航計算機(jī)的所有接口都能同時按照要求速率工作，可選擇兩片處理器實現(xiàn)一對一測試，以保證其實時性。測試部分的處理器可選用Atmel公司的AT91RM9200作為測試儀器的中心控制部分，其兩片處理器的功能相同?，F(xiàn)以其中一片為例來說明，其主要功能包括：
    (1)按所要求的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并中斷接收兩路RS232、9路RS422A、l路RS429(1收2發(fā))數(shù)據(jù)通訊接口的數(shù)據(jù)，同時卸幀、測試數(shù)據(jù)傳輸接
口速率、數(shù)據(jù)正確性和數(shù)據(jù)完整性；
    (2)測試結(jié)果應(yīng)通過RS232接口與顯示部分相連，并實時顯示；
    (3)通過可編程邏輯器件擴(kuò)展輸入輸出接口；
    (4)控制與顯示部分的數(shù)據(jù)交互；
    (5)控制程序和數(shù)據(jù)存儲器的數(shù)據(jù)交互。
    本文選用Ahera公司的CycloneII系列芯片EP2C80208C6來完成RS422接口和RS429接口的擴(kuò)展。EP2C8Q208C6器件是基于ATERA的第二代MAX體系結(jié)構(gòu)的高密度、高性能EEPROM器件，其工作時鐘頻率高達(dá)260 MHz。
    EP2C8Q208C6的主要功能是實現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位和時鐘分配、數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展和外部接口的擴(kuò)展等。

3 顯示模塊
    顯示控制模塊是導(dǎo)航計算機(jī)測試儀的輸入和輸出設(shè)備，它負(fù)責(zé)導(dǎo)航計算機(jī)測試過程中的功能參數(shù)輸入、設(shè)置以及系統(tǒng)控制等功能。顯示控制模塊的硬件組成如圖3所示。

    顯示控制模塊的核心是ARM處理器，主要完成LCD顯示、觸摸屏控制、測試模塊的通信控制等。ARM處理器可選擇SAMSUNG公司的嵌入式ARM處理器S3C2440，LCD可采用7～9英寸觸摸屏液晶顯示器，并利用兩個RS232串口作為與測試模塊l和測試模塊2的數(shù)據(jù)傳輸接口。上位處理單元通過這兩個串口來實現(xiàn)對測試模塊的控制。
    顯示部分的主要功能是實現(xiàn)人機(jī)交互，具體是控制測試部分的軟件運行，與測試部分進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并顯示測試結(jié)果。顯示部分的其他外接口可以豐富測試儀的功能。其中，結(jié)果顯示部分可用來實時顯示測試結(jié)果，界面設(shè)計需要便于人機(jī)交互：控制部分主要包括電源控制、復(fù)位控制、測試設(shè)備選擇控制等；功能選擇包括數(shù)據(jù)接口速率測試、數(shù)據(jù)傳輸正確性測試、數(shù)據(jù)傳輸完整性測試和解算平臺的正確性測試等。

4 測試目標(biāo)及測試原理
    根據(jù)研制目標(biāo)，本導(dǎo)航測試儀主要實施的測試項目一是各個接口傳輸速率的測試；二是按照研制指標(biāo)中導(dǎo)航計算機(jī)各個接口的要求速率和波特率來實現(xiàn)與導(dǎo)航板的數(shù)據(jù)交互，并由測試儀實時監(jiān)測各個接口的狀態(tài)；三是各個接口傳輸數(shù)據(jù)的正確性和完整性測試；四是在一定時間內(nèi)(假設(shè)為2秒)。通過某種算法驗證這段時間內(nèi)各接口接收的數(shù)據(jù)是否完整。該功能在軟件中可以這樣設(shè)計：在t秒內(nèi)，將各個接口接收的數(shù)據(jù)求和，第j個通道t秒內(nèi)接收的數(shù)據(jù)之和為：
   
    其中，表示第j個通道接收到的第i個數(shù)據(jù)；j表示導(dǎo)航板的各個接口序號；M為該通道每次發(fā)送的數(shù)據(jù)個數(shù)。N為t秒內(nèi)該接口收到數(shù)據(jù)的次數(shù)，vj表示該接口的接收速率；
    最后便是DSP工作狀態(tài)的測試。一般情況下，導(dǎo)航板上電后，DSP內(nèi)部已燒寫程序先運行自檢(LED燈閃亮表示正常)，然后利用DSP仿真器仿真DSP內(nèi)部運算程序，其實驗算法如下：
    在一定時間t(假設(shè)t=1秒)內(nèi)，將各個接口接收數(shù)據(jù)之和Sj送往DSP進(jìn)行簡單運算，其中：
   
    式中，表示第j個通道接收到的第i個數(shù)據(jù)；j表示導(dǎo)航板的各個接口序號；M為該通道每次發(fā)送的數(shù)據(jù)個數(shù)。Nj為t秒內(nèi)該接口收到數(shù)據(jù)的次數(shù)，vj表示該接口的接收速率。
    DSP將收到的Sj進(jìn)行2倍乘法運算并得到，再將結(jié)果送回測試儀。

5 工作流程
    測試模塊是導(dǎo)航計算機(jī)測試儀的中心模塊，負(fù)責(zé)對導(dǎo)航計算機(jī)的測試，并將測試結(jié)果按照協(xié)議要求傳送至上位機(jī)顯示。圖4所示是該測試模塊的工作流程。

6 結(jié)束語
    本文介紹了一種基于AT91RM9200的導(dǎo)航計算機(jī)測試儀的設(shè)計方案。該測試儀可接收來自多路輸入數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)，經(jīng)計算機(jī)進(jìn)行解算處理后，再將結(jié)果由輸出數(shù)據(jù)接口控制輸出。該方法能夠方便快捷地實現(xiàn)對兩套導(dǎo)航計算機(jī)的測試。目前，本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于實踐，從而證明該系統(tǒng)功能完全可以滿足實際需要。