AT91RM9200的導航計算機測試儀設計

0?概述

導航計算機是捷聯組合導航組件的組成部件，可接收來自多路輸入數據接口的數據，并將結果由輸出數據接口控制輸出。為了驗證導航計算機的功能和性能指標，可用測試儀器來完成導航計算機的檢測和測試。導航計算機測試儀器的總體研制目標就是希望能夠方便快捷地實現對兩套導航計算機的測試，包括導航計算機多個接口的速率測試、接口傳輸數據正確性和完整性測試、以及導航計算機數據處理DSP的測試。

1?系統組成

本導航計算機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；顯示控制模塊是導航計算機測試儀的輸入和輸出設備，主要包括上位機處理單元和顯示單元。其具體組成如圖1所示。


2 測試模塊

測試模塊主要用于對導航計算機工作狀態及性能的測試，包括對導航計算機各個接口的測試，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航計算機的要求，同時為了方便升級，本設計考慮一對一的測試模式，圖2所示是針對一套導航計算機的測試模塊組成框圖。

為滿足兩套導航計算機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。現以其中一片為例來說明，其主要功能包括：

(1)按所要求的速率發送數據，并中斷接收兩路RS232、9路RS422A、1路RS429(1收2發)數據通訊接口的數據，同時卸幀、測試數據傳輸接口速率、數據正確性和數據完整性；

(2)測試結果應通過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展輸入輸出接口；

(4)控制與顯示部分的數據交互；

(5)控制程序和數據存儲器的數據交互。

本文選用Altera公司的CycloneII系列芯片EP2C8Q208C6來完成RS422接口和RS429接口的擴展。EP2C8Q208C6器件是基于ATERA的第二代MAX體系結構的高密度、高性能EEPROM器件，其工作時鐘頻率高達260 MHz。

EP2C8Q208C6的主要功能是實現系統復位和時鐘分配、數據總線擴展和外部接口的擴展等。

3 顯示模塊

顯示控制模塊是導航計算機測試儀的輸入和輸出設備．它負責導航計算機測試過程中的功能參數輸入、設置以及系統控制等功能。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1和測試模塊2的數據傳輸接口。上位處理單元通過這兩個串口來實現對測試模塊的控制。

顯示部分的主要功能是實現人機交互，具體是控制測試部分的軟件運行，與測試部分進行數據交互，并顯示測試結果。顯示部分的其他外接口可以豐富測試儀的功能。其中，結果顯示部分可用來實時顯示測試結果，界面設計需要便于人機交互；控制部分主要包括電源控制、復位控制、測試設備選擇控制等；功能選擇包括數據接口速率測試、數據傳輸正確性測試、數據傳輸完整性測試和解算平臺的正確性測試等。

4 測試目標及測試原理

根據研制目標，本導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；二是按照研制指標中導航計算機各個接口的要求速率和波特率來實現與導航板的數據交互，并由測試儀實時監測各個接口的狀態；三是各個接口傳輸數據的正確性和完整性測試；四是在一定時間內(假設為2秒)，通過某種算法驗證這段時間內各接口接收的數據是否完整。該功能在軟件中可以這樣設計：在t秒內，將各個接口接收的數據求和，第j個通道t秒內接收的數據之和為：

其中，Xij表示第j個通道接收到的第i個數據；j表示導航板的各個接口序號；M為該通道每次發送的數據個數。N為t秒內該接口收到數據的次數，vj表示該接口的接收速率；

最后便是DSP工作狀態的測試。一般情況下，導航板上電后，DSP內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內部運算程序，其實驗算法如下：

在一定時間t(假設t=1秒)內，將各個接口接收數據之和Sj送往DSP進行簡單運算，其中：


式中，X_i^j表示第j個通道接收到的第i個數據；j表示導航板的各個接口序號；M為該通道每次發送的數據個數。N_j為t秒內該接口收到數據的次數，v_j表示該接口的接收速率。

DSP將收到的Sj進行2倍乘法運算并得到Sj，再將結果送回測試儀。

5? 工作流程

測試模塊是導航計算機測試儀的中心模塊，負責對導航計算機的測試，并將測試結果按照協議要求傳送至上位機顯示。圖4所示是該測試模塊的工作流程。


6 結束語

本文介紹了一種基于AT91RM9200的導航計算機測試儀的設計方案。該測試儀可接收來自多路輸人數據接口的數據，經計算機進行解算處理后，再將結果由輸出數據接口控制輸出。該方法能夠方便快捷地實現對兩套導航計算機的測試。目前，本系統已成功應用于實踐，從而證明該系統功能完全可以滿足實際需要。