1.概述 星载数据处理系统通常是一种分级分布式计算机系统，也可以是一个多计算机系统，组成星载数据处理系统的各个计算机控制单元(CTU)独立完成自己的任务。如接收地面传送的上行指令或数据，并通过星载数据处理系统串行总线将指令和数据分发或传送到各个远置单元(RTU)并执行，采集星上其它系统的数据，并进行数据压缩、处理、格式化组帧，控制遥测数据下行；控制其它分系统间的数据通信等。 为了对星载数据处理系统的性能进行准确的测试，需要提供一套较完善的检测设备。文中所述的VXI测试系统主要用于对星载数据处理系统的工程参数和状态参数的检测，同时提供动态和静态的激励信号源。VXI测试系统的主控计算机对星载数据处理系统的运行结果数据进行处理，判断其工作状态，对星载数据处理系统的性能进行综合考评。2.测试对象特性及所要求的主要测试功能
4.1 VXI模块的选用 针对被测对象的被测信号要求及对测试系统的要求，选用了以下10种VXI模块： 1) 嵌入式控制器HPEPC7，完成对整个测试系统的管理、调度，同时避免了外挂控制系统的瓶颈效应，有利于提高系统的测试控制速度； 2)采用HPZ2404B完成开关量输出信号及状态信号的记录。该模块有64路开关量并行输入，每路有独立的四种电平输入选择，分别为5V、12V、24V、48V，采用光电隔离；设有上升沿寄存器、下降沿寄存器和输入寄存器，用一种模块可以同时测试四种电平的信号。利用模块上的去抖电路功能，对被测对象产生脉冲式开关量输出信号进行定性分析，这一功能对测试有一定脉冲宽度的信号十分方便； 3)选用DDCC-1553模块，完成对被测对象采用的串行总线的总线控制(BC)、总线监视(MT)、终端模拟(RT)功能； 4)采用HPE1324A完成对被测对象的串行口通信，包括注入试验程序，对被测对象的各个单元进行检查和试运行试验，获取被测对象的运行结果数据和状态，以及设备间的通信和管理； 5)选用HP E1428数字示波器，完成动态波形参数的存储、显示、记录等； )采用HP E1328A D/A转换器，完成对被测对象的遥测通道的精度测试，同时也能提供给仿真信号源作为激励信号；
图1 测试系统框图 测试软件主要完成对被测对象的信号激励，形成测试所需的各种仿真信号，接收并处理被测对象输出的各种信号，进行验证、比对，数据及状态的显示、打印、记录，对故障点的确定提供支持。测试软件在WINDOWS及VEE的平台环境下开发。VEE(VisualEngineeringEnvironment)是惠普公司开发的图形化编程环境，用户可以按自己的流程框图来设计应用程序，VEE中提供了大量的仪器面板、数据显示方式、数据分析函数，使测试程序摆脱了大量的代码编写和界面设计，且程序调试十分方便，同时还保留了与用代码编写程序相连接的手段。 5.1 程序设计中的要点 1)系统运行前首先应进行仪器初始化。由于在VEE中使用了大量的仪器驱动程序，因此在运行前应把它们先调入主机内存并运行，设定初始状态，以减少在信号到来时仪器运行的时间。 2)在设计被测对象系统控制信号时，由于测试对象要求信号为脉冲形式，并且脉冲宽度可调，因此将这一过程设计为一个userobject，增加数据输入指针，用户只需填写相应的控制开关和控制时间即可，这种设计在以后的控制指令设计中很有好处。 3)设计中大量使用user function，简化了程序设计，增加了程序的可读性，为程序的修改调试提供了方便。 4)测试对象产生的开关量输出信号，形式为一定宽度的脉冲信号，信号量较大，要求响应速度快。因此专门设计了一个线程用来监测Z2404B的边沿触发寄存器。由于Z2404B模块没有相应的仪器面板支持，程序设计就要使用DirectI/O方式，利用寄存器直接编程。将相应数据的存取操作编写成接口函数，方便模块操作和数据分析，及时采集到来的脉冲信号。对于测试对象产生的状态信号，其形式为固定电平，只需监视Z2404输入寄存器，即能检查测试对象的状态。 5)为便于数据的显示、存盘打印，在数据的输出显示、存盘打印都做了特别的设计。首先，系统不断的监测Z2404，并把开关量输出信号和状态信号结果显示在面板上，如有需要还可把这些结果数据输送到制定的文件或打印机里。如果进行模拟量信号的测量，则调用模拟量测量面板，进行模拟量信号的测量；若进行数字量信号的测量，则调用数字量信号的面板，进行数字量信号的测量。由于模拟量测试结果需按一定的格式进行显示和存盘，可利用VEE中BuildData格式化后，再送到显示面板。 )在监测和仿真1553总线信号时由于不需要面板显示，同时数据处理相当复杂，因此程序设计中采用了VEE中调用C程序的方法，又进一步提高了程序的运行速度。并且，把从总线上监视到的数据进行分析后，对比从测试对象得到的测试数据，即可判断测试对象的一些工作情况。 由于在系统设计时考虑了系统的可集成度，整个系统的开发时间变得很短。另外，在VEE环境中用户不必了解太多的仪器命令，就可进行编程。利用仪器面板来学习仪器命令的使用，如HPE14 0 4通道开关模块，HPE1428数字示波器模块，在学习使用面板驱动程序后，即可把一些面板操作转化为标准仪器化命令编程，使系统运行得更快!VEE除了在开发方面十分方便外，其代码维护和调试也十分方便。由于采用VXI总线设备和VEE软件开发环境，使整个系统的开发时间大大缩短，其效益是很明显的。总之，使用VXI设备可大大提高系统组合的灵活性和设备的重新利用率。适合航天、国防等专用测试系统的开发
7)选用HP E1413B64通道扫描A/D变换器，完成对模拟量的采集和处理； 8)采用HP Z2309 72通道集电极开路输出模块，完成对被测对象的控制，及状态切换； 9)采用HP E14 0A 64通道控制开关，完成被测对象对开关触电型控制信号的要求； 10)采用HP E1401B VXI主机箱，HP E1482 MXI机箱连接器等。 4.2 测试系统的硬件构成 测试系统框图如图1所示。 测试系统硬件主要由三大部分组成：VXI测试设备机柜，包括主控制器，各种测试仪器模块、信号记录模块等；信号转接分配器和专用测试仿真模拟源。 1)VXI测试设备机柜，包括两个C尺寸VXI机箱，20多块VXI模块，嵌入式控制器用的显示器、键盘、鼠标、打印机等。 2)信号转接分配器，主要完成对各种信号的分类，以便集中到一类仪器中进行测量。 3)专用测试仿真源，提供被测对象所需的各类仿真信号，模拟被测对象与其他系统的接口。
5.系统软件
6.结论
2.1 测试对象特性 星载数据处理系统具有输入输出信号复杂、控制信号多、开关量输出信号量大等特点，其被测及输入输出信号主要有以下几种：开关量输出信号、状态信号、遥测信号、模拟量信号、数字量信号、串行输入输出信号、1553串行总线信号等。 2.2 要求的主要测试功能 测试系统应能完成星载数据处理系统的总体性能指标的检查和测试。测试方法应有手动、自动测试两种功能。手动测试利用仪器软面板，通过人机对话完成。自动测试过程，在计算机控制下，自动进行性能参数的测试，并且有分段和单项性能的测试；对开关量输出信号应能实时响应，对状态的变化要及时报告。 测试系统本身具有自检功能，包括开机自检和单项自检。测试参数由主机处理、分析、判断、打印和记录等。
3.方案的制定
VXI总线是计算机总线在仪器领域的扩展，可用于数据采集、控制、测量等领域，它把激励源、测量设备、控制和信息处理功能集于一身，革新了传统的仪器概念，是八十年代末发展起来的一种新技术，是二十世纪末和二十一世纪前期测试产品的主流，是一种开放式的国际标准。美国**、空军、航天等部门的电子测试设备已广泛采用了VXI技术，这一技术的采用和推广必将对我国国防型号的测试水平有较大的推动作用，且具有以下诸多方面优点： 1)支持8位、16位和32位多种数据操作； 2)很好的解决了散热/冷却等问题，电磁兼容性也因有严格规定而得以保证； 3)可靠性高，一般模块平均无故障时间在104小时以上，机箱及模块的设计遵循**标准； 4)背板传输速率*高达40M； 5)灵活性高，支持多种接口，可以通过外控式接口(IEEE488.2或RS232接口)，也可以通过嵌入式计算机进行控制。还可以通过MXI总线，可支持256个模块化仪器工作，容易满足组建测试系统的要求； )丰富的软件支持。VXI总线可以使用IEEE488程控软件和可编程仪器标准软件(SCPI)，也可以使用微计算机的通用软件(如C语言、BASIC语言等)。同时还提供了方便VXI系统开发的软件工具，如：图形化编程软件VEE、Labview等。VXI系统还采用了虚拟仪器面板，使仪器面板软件化； 7)资源丰富。共享机箱、电源冷却系统、存储空间、时钟等； 8)性能优良的硬件设备支持。国际上有300多个厂家生产配套产品近1000种，不仅有通用的A/D、D/A、I/O等通用模块，还有高精度仪器，如示波器、数字多用表以及专用测试仿真模块，如DDCC-1553B总线仿真模块。 根据测试对象的特性及测试系统可靠性、**性的要求和考虑，星载数据处理系统的测试系统，选用当前测试系统发展的主流测试设备――VXI测试系统是比较合适的。 由于被测对象的信号量大，信号复杂，所以必须有一个信号转接器将信号分类送往测试系统。对于一些特殊信号，要采取一些特殊的方法进行测量，包括特殊设计的专用硬件设备和软件等。
4.VXI模块的选用及测试系统硬件构成