军用ATE中零槽通信控制卡的自主研制与开发

摘要:本文基于高性能DSP&CPLD/FPGA和PC接口技术，借鉴VXI/PXI先进经验，讨论了高性价比军用ATE中零槽通信控制卡的自主研制与开发。详细介绍了基于PC104嵌入式系统、USB-IDE接口和USB&HPI接口的零槽通信控制卡的研制实例。
关键词:军用ATE；零槽通信控制卡；自主研发

1 引言
军用ATE（Automatic Testing Equipment）标准化、系统化的一个重要内容就是系统体系结构的优化设计——MC3一体化，具体讲就是在承认测量(Measurement)、控制(Control)、通信(Communication)、计算机(Computer)4大要素相对独立、相对完整的基础上，削弱各要素的独立地位，弥合各要素之间的界面，使系统整体优化。在构建MC3一体化平台时应遵循模块化、总线接口标准化、通用化等电子仪器开放式体系结构（OSA, Opening System Architecture）准则。国内外发展趋向是引入VXI/PXI系统等标准技术，主要以零槽通信控制卡为核心、以数据采集与处理卡和其他功能模块卡为基础，搭建通用化、多功能、模块化、开放式系统。但VXI/PXI零槽通信控制卡价格昂贵，借鉴VXI/PXI技术，自主研发高性价比的零槽通信控制卡在军用ATE、ATS等领域具有深远的现实意义。
2 零槽通信控制卡总体设计
图1所示为开放式体系结构的VI/ATS原理框图。零槽通信控制卡在整个系统中起承上启下的“桥梁作用”，作为上层PC软件的直接操控对象，、接收上位机控制命令、上传系统状态信息和测试数据，同时是底层硬件的“大脑”控制内部各功能模块卡。笔者以高性能DSP& FPGA为核心，主要基于外部PC通信接口模块、内部总线接口模块和扩展功能模块三部分进行零槽通信控制卡的自主研发，基本上涵盖了所有PC标准通信接口和DSP/MPU间通信接口设计，如图2所示。

3 工程实例
3.1 基于PC104嵌入式系统的零槽通信控制卡设计
PC104嵌入式系统具有功能强、体积小、兼容性好、工作稳定、适应性强等优点。它采用ISA总线架构，易与DSP/MPU进行通信接口设计，硬件和软件与标准台式PC体系结构完全兼容，系统容易升级，开发周期短，且与典型的VXI/PXI嵌入式零槽严格对应，在大型仪器仪表、ATS和军用ATE中得到了广泛的应用。笔者应用研华公司的PCM-3346模块，通过PC104 ISA总线与高性能SHARC ADSP2106X相结合的方式研发了基于PC104嵌入式系统的零槽通信控制卡，其原理如图3所示。
DSP作为PC104嵌入式系统的协处理器，通过仪器总线用于内部管理各仪器模块。它们之间基于FIFO缓冲数据池进行高速数据交换和通信控制，支持突发式海量数据传输。大容量SDRAM可实现4M