AT91RM9200的导航计算机测试仪设计

AT91RM9200的导航计算机测试仪设计

0 概述

导航计算机是捷联组合导航组件的组成部件，可接收来自多路输入数据接口的数据，并将结果由输出数据接口控制输出。为了验证导航计算机的功能和性能指标，可用测试仪器来完成导航计算机的检测和测试。导航计算机测试仪器的总体研制目标就是希望能够方便快捷地实现对两套导航计算机的测试，包括导航计算机多个接口的速率测试、接口传输数据正确性和完整性测试、以及导航计算机数据处理DSP的测试。

1 系统组成

本导航计算机测试仪器主要由测试模块和显示控制模块两大部分组成。其中测试模块主要包括测试接口与测试单元；显示控制模块是导航计算机测试仪的输入和输出设备，主要包括上位机处理单元和显示单元。其具体组成如图1所示。


2 测试模块

测试模块主要用于对导航计算机工作状态及性能的测试，包括对导航计算机各个接口的测试，以及对DSP处理性能的测试等。测试模块主要包括测试接口与测试单元。为了满足同时测试两套导航计算机的要求，同时为了方便升级，本设计考虑一对一的测试模式，图2所示是针对一套导航计算机的测试模块组成框图。

为满足两套导航计算机的所有接口都能同时按照要求速率工作，可选择两片处理器实现一对一测试，以保证其实时性。测试部分的处理器可选用Atmel公司的AT91RM9200作为测试仪器的中心控制部分，其两片处理器的功能相同。现以其中一片为例来说明，其主要功能包括：

(1)按所要求的速率发送数据，并中断接收两路RS232、9路RS422A、1路RS429(1收2发)数据通讯接口的数据，同时卸帧、测试数据传输接口速率、数据正确性和数据完整性；

(2)测试结果应通过RS232接口与显示部分相连，并实时显示；

(3)通过可编程逻辑器件扩展输入输出接口；

(4)控制与显示部分的数据交互；

(5)控制程序和数据存储器的数据交互。

本文选用Altera公司的CycloneII系列芯片EP2C8Q208C6来完成RS422接口和RS429接口的扩展。EP2C8Q208C6器件是基于ATERA的第二代MAX体系结构的高密度、高性能EEPROM器件，其工作时钟频率高达260 MHz。

EP2C8Q208C6的主要功能是实现系统复位和时钟分配、数据总线扩展和外部接口的扩展等。

3 显示模块

显示控制模块是导航计算机测试仪的输入和输出设备．它负责导航计算机测试过程中的功能参数输入、设置以及系统控制等功能。显示控制模块的硬件组成如图3所示。



显示控制模块的核心是ARM处理器，主要完成LCD显示、触摸屏控制、测试模块的通信控制等。ARM处理器可选择SAMSUNG公司的嵌入式ARM处理器S3C2440，LCD可采用7～9英寸触摸屏液晶显示器，并利用两个RS232串口作为与测试模块1和测试模块2的数据传输接口。上位处理单元通过这两个串口来实现对测试模块的控制。

显示部分的主要功能是实现人机交互，具体是控制测试部分的软件运行，与测试部分进行数据交互，并显示测试结果。显示部分的其他外接口可以丰富测试仪的功能。其中，结果显示部分可用来实时显示测试结果，界面设计需要便于人机交互；控制部分主要包括电源控制、复位控制、测试设备选择控制等；功能选择包括数据接口速率测试、数据传输正确性测试、数据传输完整性测试和解算平台的正确性测试等。

4 测试目标及测试原理

根据研制目标，本导航测试仪主要实施的测试项目一是各个接口传输速率的测试；二是按照研制指标中导航计算机各个接口的要求速率和波特率来实现与导航板的数据交互，并由测试仪实时监测各个接口的状态；三是各个接口传输数据的正确性和完整性测试；四是在一定时间内(假设为2秒)，通过某种算法验证这段时间内各接口接收的数据是否完整。该功能在软件中可以这样设计：在t秒内，将各个接口接收的数据求和，第j个通道t秒内接收的数据之和为：

其中，Xij表示第j个通道接收到的第i个数据；j表示导航板的各个接口序号；M为该通道每次发送的数据个数。N为t秒内该接口收到数据的次数，vj表示该接口的接收速率；

最后便是DSP工作状态的测试。一般情况下，导航板上电后，DSP内部已烧写程序先运行自检(LED灯闪亮表示正常)，然后利用DSP仿真器仿真DSP内部运算程序，其实验算法如下：

在一定时间t(假设t=1秒)内，将各个接口接收数据之和Sj送往DSP进行简单运算，其中：


式中，X_i^j表示第j个通道接收到的第i个数据；j表示导航板的各个接口序号；M为该通道每次发送的数据个数。N_j为t秒内该接口收到数据的次数，v_j表示该接口的接收速率。

DSP将收到的Sj进行2倍乘法运算并得到Sj，再将结果送回测试仪。

5  工作流程

测试模块是导航计算机测试仪的中心模块，负责对导航计算机的测试，并将测试结果按照协议要求传送至上位机显示。图4所示是该测试模块的工作流程。


6 结束语

本文介绍了一种基于AT91RM9200的导航计算机测试仪的设计方案。该测试仪可接收来自多路输人数据接口的数据，经计算机进行解算处理后，再将结果由输出数据接口控制输出。该方法能够方便快捷地实现对两套导航计算机的测试。目前，本系统已成功应用于实践，从而证明该系统功能完全可以满足实际需要。