基于LabVIEW的汽车仪表步进电机测试系统ETest

设备组成

Etest_CPS系统主要包含一个完整的硬件系统和一个功能完善的软件平台。该系统通过PCI机箱提供硬件基础架构，并通过PCI控制器实现对外围设备的控制。在软体层面上，则集成了多个功能功能模块以及一系列辅助工具。其中包括用于测试设计的功能功能模块、用于服务执行的功能组件、用于客户端操作的功能单元以及用于资源管理的功能平台等核心组件，并结合了曲线数据处理功能、CRC插件开发支持以及多种数据记录与展示工具，并整合了协议生成相关的功能支持和模板管理机制，并具备完整的报告自动生成能力。

各模块主要功能

（1）硬件部分

该系统中硬件组件遵循标准机柜架构设计；主处理单元选用工业级PCI结构；各类功能模块均连接至PCI总线系统以实现数据传输；其主要组件的技术参数可在附录中查阅

① 机箱

标准配置为19.0英寸的4U级高台式机箱

②控制器

芯片组由Intel GM45与ICH9M集成组成；
内存容量为8GB DDR III 1066MHz，并支持外部存储扩展；
硬盘容量为500GB，并支持拆卸更换。

③ARINC429模块

采用双通道设计实现通信链路的双向数据传输，在支持方面涵盖了多种标准传输速率包括但不限于100千巴比特/秒、50千巴比特/秒、48千巴比特/秒以及最低为12.5千巴比特/秒，并且允许用户自行设定任意波特率

④1553B模块

严格遵循MIL-STD-1553B通信协议

⑤ RS232/422/485串口模块

通讯协议类型可由软件配置为异步RS232/422/485

⑥ CAN模块

该系统能够兼容两种主流协议（CAN 2.0A 和 CAN 2.0B），并提供标准格式与扩展功能；系统配置包含4个独立通道；该设备具备实现双向通信的能力，并支持发送与接收功能；系统采用高精度时钟方案（精度达1微秒），确保准确可靠的数据传输；在电气防护方面具有DC 2500V的高电压防护能力；设备能够识别并处理数据包以及远程指令格式；此外，在波特率设置上提供了灵活的选择范围（5Kbps至1Mbps），并可通过软件参数配置实现不同工作模式的切换。

⑦ AD模块

64组单端输入/32组差分输入
单通道采样速率最大可达1 MSPS
支持±10V至±100V的可选输入范围
ADC分辨率采用16位格式
量程设置可通过软件进行调节
每个通道配置有32 KByte的FIFO缓冲区
外设触发功能已实现

⑧ DA模块

输出端共设有64通道，
数字-to- analog转换器（DAC）的分辨率设定为16位，
系统可提供±10伏特的连续可调直流电压，
设备的最大测量精度可达满量程的千分之二，
负载端等效电阻值设定为十欧姆，
每个通道的最大允许驱动电流限制在十毫安培以下。

⑨ 光隔离离散量I/O模块

该装置具有64个光隔离离散量输入输出通道；每个光隔离通道均具备光电隔离特性；该开关量端子可选配28伏特及高开路状态（OPEN）和地开路状态（GND）；可接受从-60伏特到+60伏特的输入电压；最高可承受\pm 60伏特的开关电压；配备主动式的自愈断路保护功能

（2）测试设计软件模块

测试设计软件模块对被测系统及其对外接口进行建模，并实现协议字段的编辑与分析、创建测试监控功能以及管理测试资源等核心功能。其主要功能包括以下几个方面：

1. 测试方案管理模块

2. 测试用例管理模块

3. 测试脚本执行与控制模块

4. 环境配置与资源分配模块

5. 数据流监控与解析模块

（3）测试执行服务软件模块

测试执行软件模块构成自动化测试执行软件的核心部分，并与客户端系统协同工作以驱动数据流的生成与传输。该模块主要承担以下职责：

1. 负责在PCI控制器上启动并协调运行多个进程。
2. 利用仿真模型服务器解析预先建立的仿真模型以实现数据流的仿真解析。
3. 在数据中心服务器上集中管理通道中的收发数据。
4. 解析并管理预先编写好的测试用例。
5. 提供输入输出监控界面程序以显示各后台进程的操作状态信息。
6. 实现对复杂系统的自动交互分析与逻辑控制优化。
7. 按照预设时间序列控制各步骤的操作流程。
8. 通过网络接口向客户端发送模拟的数据包以及接收其返回的数据包。
9. 根据用户指示及时终止当前未完成的特定用例任务。
10. 记录并展示完整的测试结果统计图表信息。

（4）测试执行客户进程及数据监控模块

该模块运行于PCI控制器上，并具备设备驱动能力以支持多种接口板卡的操作：1553B、CAN、RS422、RS232以及AD/DA/DI/DO等接口类型。该模块主要实现了以下功能：第一，在两个不同的系统环境中（如两个不同的应用环境），通过内存机制实现数据交换；第二，在与被测设备进行通信时使用预先配置好的通信参数；第三提供灵活的硬件扩展接口以便集成新的硬件组件；第四接收并处理来自不同系统的实时数据包，并根据需求对其进行格式转换；第五支持双向的数据传输：一方面将检测到的数据发送至主站端口供主站系统分析处理；另一方面则接收主站系统的反馈信息以完成闭环控制；第六在登录后自动展示全部测试监控界面，并允许用户选择特定子界面进行观察；第七支持多种数据展示方式：包括协议解析型和多种数值形式（如数字仪器盘、枚举项列表以及曲线图）；第八提供强大的数据分析功能：可设置过滤条件筛选所需信息，并实时报警特定异常情况；第九支持历史查询功能：能够检索指定时间段内的报文记录或特定协议字段的数据信息；第十提供数据分析统计功能：可生成所需参数的统计图表以直观反映系统运行状况

（5）设备资源管理软件模块

该模块负责管理支持系统的测试设备及其通道，并提供系统设备扩展接口。其主要功能包括：新增/移除系统设备；修改/增减设备数量；新增/删减通道；增删/修改通道类型；记录至文件中并供测试设计软件调用。

（6）辅助工具

工具软件提供了嵌入式系统测试时部分常用的软件工具，主要包括以下软件模块：
 曲线数据生成工具；
具有曲线数据编辑、坐标选择、曲线数据读取、曲线数据存储等功能，配合测试执行软件，提供一种测试数据生成手段。
 应用协议接口调试助手；
具有应用协议解析功能的串口(RS232/422/485)调试助手，可实现串口(RS232/422/485)接口的设置、数据收发，接收时自动解析为上层应用量，发送时自动按照应用数据形成接口数据包。
 测试数据记录与查看工具；
在测试执行时，可记录测试执行中的数据，供测试执行结束后查看与分析，包括协议选择、数据过滤、报警条件设置功能。
 应用协议生成工具；
提供应用协议的表格化编辑功能，可以设置协议的字段组成、字段类型、字段默认取值等。
 协议模板管理工具；
将所编写的应用协议存储为协议模板，以实现协议复用，可实现模板库的管理，包括添加模板、导入模板、编辑模板等功能。
 CRC插件诊断器与CRC插件生成器
提供CRC校验算法的设计功能，可设计自定义的CRC算法，诊断其算法正确性，并最终形成协议描述语言中的CRC字段算法插件。
 测试报告生成工具
具有测试报告模板编辑与管理与测试报告自动生成功能。