单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,测试（自动）系统集成技术,孙旋,自动化教研室,Tel:5896405,测试（自动）系统集成技术,课 程 简 介,*自动测试系统集成技术,；,*,2009,级，,36h，2,学分；,*课堂教学，答疑，自动测试系统演示；,*笔试+考核=学位,2,学分，,*教材：,陈长龄等：,自动测试及接口技术,机械工业出版业 2004.11,*参考书：张世箕,等：,自动测试系统 电子科大出版业,张世箕,等：,电子仪器接口技术 电子科大出版业,测试（自动）系统集成技术,本课程主要讲述内容：,现代自动测试系统体系结构模型和发展概况,VXI,总线接口技术及其电路的设计方法,器件消息(488.2)的消息交换控制协议,现代自动测试系统的硬件集成技术,测试软件平台技术,-LABVIEW,特别突出现代,ATS,的系统集成技术,第一章,绪,论,第一节,自动测试系统的出现及意义,一,、自动测试的概念,1、什么是测量？测试？计量？,2、什么是测量,技术,？,3,、电子,测量（试）仪器（设备）？,4,、,测试系统，手动测试系统,？,5,、自动测试（系统）？,第一节,自动测试系统的出现及意义,1、什么是测量？,严密的讲：,把待测量直接或间接地与另一个同类的已知量相比较，拿这个已知量作为计量单位，定出被测量是该单位的若干倍或几分之几，这种实验过程就是测量。
换而言之，测量就是通过实验来求出被测量与计值单位的比值门捷列也夫（,.）,说过：,*“测量是认识自然界的主要工具”；,*“有测量，才有科学”测试？计量？,第一节,自动测试系统的出现及意义,2、什么是测量,技术,？,测试中所采用的原理、方法和技术措施称为,测量（试）技术3,、电子,测量（试）仪器（设备）？,基于某种测量技术，利用电子器件和线路技,术组成的装置，用以测量各种电磁参量或产生供测量用的电信号，称为电子测量仪器电子仪器配上适当的换能器（传感,器）能测量几,乎一切非电物理量，泛指测试 仪器（设备）第一节,自动测试系统的出现及意义,4,、,测试系统，,习惯上，将为完成某项测试任务而按某种规则有机构造的互相联接起来的一套测试仪器（设备）称为测试系统这是狭义的测试系统，广泛的测试系统还应包括测量者（人员）、测试对象、和测试环境手动测试系统,？,一个测试系统，由人工操作完成特定测试任务，称为手动测试系统第一节,自动测试系统的出现及意义,5,、自动测试系统：,使用具有一定自动化能力的测试系统进行的测量和实验，称为自动测试 （,Automatic measurement and test）；,通常把在人最少参与的情况下，利用计算机执行程序，控制测试过程并进行数据处理直至以适当方式给出测试结果的测试系统称为自动测试系统（,Automated Test System ATS）,或自动测试设备（,Automated Test Equipment ATE）。
第一节,自动测试系统的出现及意义,最初的自动测试系统：扫频测试系统,计算机技术、自动控制方法的引入，促进了自动测试系统的发展第一节,自动测试系统的出现及意义,为军事目的而提出的“万能自动测试系统”,美国国防部1956年,SETE,计划：,不依靠任何文献（被测件技术说明书、仪器手册、测试手册）,非熟练人员进行几乎全自动的操作,以电子计算机的速度进行测试,通过编程的灵活性，适应任何具体的测试任务,缺点：,虽然对测试人员的测试技能的要求降低，但对其测试编程能力的要求提高；,技术资料虽然由测试软件取代，但软件文档仍然很大；,成果：,促进了自动测试系统的发展,第一节,自动测试系统的出现及意义,图1-1 测量频率响应的自动测试系统,开关器,开关器,可程控信号发生器,被测件,可程控,电压表,可程控,计数器,可程控,直流电源,打印机,绘图仪,计算机,频率响应的自动测试系统,第一节,自动测试系统的出现及意义,二、自动测试的意义,大批量的产品，没有自动测试系统，也是难以想象的；,人们无法进入的有损测试人员健康的场所；,可无人值守了；,工业生产过程自动化已在现代化的生产过程中普遍应用；,自动化的突出特点之一是高速度，可以节约大量人力；,依靠具有计算、处理能力的控制器，获得极宽的测量频率和动态范围；,达到多参数、多功能的测试效果；,消除或削弱随机误差和系统误差，获得极高的测量精确度；,带来重大的经济效果；,大大节约了宝贵的高级复杂劳动力,以改进产品的性能,；,推断出事物的本质和自然规律,；,科学技术的发展和进步有赖于测试,。
第二节 现代自动测试系统体系结构,从自动测试系统概念出发，可以抽象出现代自动测试系统模型的构造要素:可程控测试仪器、测试控制机、互联标准数字接口和软件系统，如图1-2示器件功能区,接口功能区,器件功能区,接口功能区,器件功能区,接口功能区,接口功能区,计算机本体区,测试应用软件,测试编程语言,操作系统,仪器本体,程控设备1,程控设备2,程控设备,n,数字总线,测试控制机,测试软件系统,数字接口总线系 统,图1-2 自动测试系统结构模型,第二节 现代自动测试系统体系结构,1,可程控测试设备,（1）,可程控操作,（,2,）,有接口功能区,2,测试控制器,在功能上:测试控制器应该具有两种能力，第一是设备间互联的标准接口总线资源管理能力，第二是对测试系统的测试设备操作控制能力在构成上:硬件方面必须配有标准数字接口，以便同测试设备相容互联；软件系统中含有测试应用软件开发环境第二节 现代自动测试系统体系结构,3标准数字接口总线系统,互联的设备与设备（或说系统与系统）之间的想象用于信息交接的一部分界面，称之为接口为了在开放式互联设备之间实行数字式信息交换所必须的一整套与设备有关的接口的机械、电气和功能要素，称为数字接口系统。
4测试应用软件及其开发环境,测试应用软件,软件开发手段:是指测控计算机提供的操作系统、测试扩充高级编程语言、数据处理工具软件和程序故障诊断软件等测试应用软件开发环境,第三节,程控设备互联协议,程控设备互联协议（或模型）问题，可用图,1-3,描述可以归纳为物理互,联,层和程控命令层协议仪器设计者及,SCPI,仪器设计者及,SCPI,A,D,C,B,IEEE488.2,标准,D,A,B,C,IEEE488.2,标准,GB/T15946/IEEE488.1,标准,远地接口消息,系统器件,X,公用命令和询问,语法和数据结构,器件确定的消息,系统器件,Y,总线,D,层：器件功能；,C,层：公用系统功能；,B,层：消息通信功能；,A,层：接口功能,图1-3 互连程控测量设备通信功能层,第三节,程控设备互联协议,一、数字接口总线,1接口与接口系统,各个仪器的接口之间必须满足下列几个条件:,（1）电气相容,（2）功能相容,（3）机械相容 （4）,运行,相容,为在互联设备间实行数字式信息交换所必须的一整套与设备有关的接口的机械、电气和功能要素，称为数字接口系统2数字接口总线的发展,如表,1-1,，在测试领域得以广泛流行的有,GPIB,，,RS232C,，,CAMAC,，,VXIbus,等,第三节,程控设备互联协议,二、,程控设备的器件数据的标准化,程控设备器件数据编码、格式、语义的非标准化给编程人员造成很大的困难，仍然制约着,ATS,的推广应用。
IEEEstd488.2-1987:IEEE,标准编码、格式、协议和公用命令”,(,也称为,IEEE488.2),1990年4月，推出的“可程控仪器标准命令（,SCPI）”,才使程控设备器件数据得到标准化如图1-3所示，它是在,IEEE488.2,的基础上，制定了设备设计者定义,器件功能层特定器件数据语义,时应该遵循的规范第四节,现代自动测试系统类型,一,、关于自动测试系统分类,从接口总线特性出发划分自动测试系统类别：,专用自动测试系统；半专用自动测试系统；第二代（现代）自动测试系统而现代自动测试系统分类如下,:,基于,GPIB,数字接口总线(也含,RS232、,等,):,积木式自动测试系统基于,VXI、CAMAC、PXI,数字接口总线：,模块式自动测试系统基于嵌入式,p,内总线：,智能化仪器系统基于多数字接口总线：,多总线融合式自动测试系统第四节,现代自动测试系统类型,二、,积木式自动测试系统,基于,GPIB,可程控测试设备数字接口总线组建的自动测试系统，称为积木式自动测试系统如图1-1所示意的自动测试系统，或称“迭叠式自动测试系统”主要特点是：,（,1,）测试系统组建灵活、方便，,GPIB,设备利用率高。
2,）测试系统规模较小，如：最多不能超过,15,台设备，总线长度小于,20,米3,）总线型连接方式，组建方便、可靠性好4,）数据（比特）并行传输，传输速率较低5,）组建成测试系统的设备资源冗余量较大GPIB,积木式自动测试系统是小型实验室试验研究测试系统第四节,现代自动测试系统类型,图1-1 测量频率响应的自动测试系统,开关器,开关器,可程控信号发生器,被测件,可程控,电压表,可程控,计数器,可程控,直流电源,打印机,绘图仪,计算机,GPIB,RS232,第四节,现代自动测试系统类型,三,、智能仪器系统,含有,P,系统（微型计算机）的仪器，如最早的美国,DANA,公司的,9000,系列计数器、,Systron Donner,公司的,7115,数字电压表等与传统电子测量仪器相比，含有,P,的仪器不但具有测试功能，还有数据存储、数据处理与分析、多参数计算、自动校准、自动检查、自动诊断、输出控制与通信的能力将含,P,的仪器称为“,Smart Instruments”，,或“,Instruments based microcomputer”,更贴切些图1-4给出了一台实时采样数字存储示波器（,DSO）,样机组成框图，它是典型智能（,P）,化仪器系统。
第四节,现代自动测试系统类型,图1-4 数字存储示波器样机组成,PCA6154,单板微机,ISA,总线,pc,Vin2,EXT,pc,ACQEN,光耦,TRIARM,SYSTRI,ACQEN,fw,fw,f,s,f,s,硬盘驱动,固态电子盘,pc,pc,pc,pc,pc,GPIB,总线,Vin1,CH1（,与,CH2,相同）,模拟电路,数字电路,CH2,调理,外触发调理,主触发器,ADC,数字时基,采集,RAM,模拟控制接口,数字控制接口,触发,调,理,CPU,ROM,DRAM,SSD,VGA,FDD,IDE,PS2,COM1,COM2,GPIB,口,TFT,屏,软盘驱动,键盘、鼠标,仪器面板盘,信号采集测试功能,嵌入式,P,监控系统,DOS,监控程序,第四节,现代自动测试系统类型,四,、模块式仪器系统,程控仪器标准外总线测控计算机,=,积木式自动测试系统,测试功能件内总线嵌入式,P,系统,=,智能化仪器系统,将,仪器中的测试功能电路板模块（插件）化，插入计算机内总线槽上，组建计算机辅助测试系统1980,年某些仪器厂家研制单卡仪器（,IAC,Instruments,on,a,card,），,就是最早的模块式计算机内总线仪器系统。
1989国际上,VXIbus,联合体推出“,VMEbus eXtensions for Instrumentation VXIbus system Specification.Revision 1.3”,电子测量领域内的,模块式仪器自动测试系统标准总线,规约,第四节,现代自动测试系统类型,图,1-5,为一个,VXI,模块式仪器系统,示意图第四节,现代自动测试系统类型,五,、虚拟仪器系统,利用计算机强大的图形工具和在线帮助功能，建立图形化的虚拟仪器面板，以完成对仪器功能的控制、数据处理和分析、显示结果；则这种包含实际仪器操作、使用信息的软件与,PC,机结合构成的仪器，就称为虚拟仪器虚拟仪器基本要素为：可重配置。
