基于PXI總線(xiàn)的SAR天線(xiàn)平臺測試模塊設計

PXI總線(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)介

PXI總線(xiàn)技術(shù)是NI發(fā)布的一種全新的開(kāi)放性、模塊化的儀器總線(xiàn)規范，是PCI總線(xiàn)在儀器領(lǐng)域的擴展。它將CompactPCI規范定義的PCI總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展成適合于試驗、測量與數據采集場(chǎng)合應用的機械、電氣和軟件規范。PXI總線(xiàn)與臺式PCI規范具有完全相同的性能，是在PCI總線(xiàn)內核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規范和要求形成的。它通過(guò)增加用于多板同步的觸發(fā)總線(xiàn)和參考時(shí)鐘、用于進(jìn)行精確定時(shí)的星形觸發(fā)總線(xiàn)以及用于相鄰模塊間高速通訊的局部總線(xiàn)來(lái)滿(mǎn)足試驗和測量用戶(hù)的要求。

PXI規范在CompactPCI機械規范中增加了環(huán)境測試和主動(dòng)冷卻要求，以保證多廠(chǎng)商產(chǎn)品的互操作性和系統的易集成性。它定義Microsoft Windows NT 和Windows 95為其標準軟件框架，并要求所有的儀器模塊都必須帶有按VISA規范編寫(xiě)的Win32設備驅動(dòng)程序，使PXI成為一種系統級規范，保證系統的易于集成與使用，從而進(jìn)一步降低最終用戶(hù)的開(kāi)發(fā)費用。

PXI插卡的結構

PXI插卡從功能上分為增量式編碼器解碼模塊、RS-232接口模塊、DSP主處理器以及PXI總線(xiàn)接口三部分，該測試卡的結構如圖1所示。

圖1 PXI插卡的結構

增量式編碼器解碼模塊與422差分接收器配合，用于天線(xiàn)仿真轉臺兩軸位置數據的解碼;DSP主處理器完成測試數據的處理，PXI接口模塊主要完成PCI總線(xiàn)信號到本地總線(xiàn)的轉換接口;RS-232接口模塊接受PSD(光敏位置探測器)的串行輸出信號，PSD在測試系統中用于探測天線(xiàn)平臺的跟蹤仿真轉臺運動(dòng)的誤差。

測試模塊的結構

作為基于Windows平臺的PXI總線(xiàn)測試卡，該儀器模塊包括PXI插卡和主機驅動(dòng)程序軟件兩部分。PXI插卡負責測試數據的處理，主機驅動(dòng)程序負責通信。

PSD串行輸出信號的讀取

測試系統采用PSD處理電路通過(guò)標準異步串口每5ms發(fā)送一幀數據，用TI TMS320VC5510作為主處理器，滿(mǎn)足了數據存儲空間的要求(內部有多達176KB RAM)，但它只有用于同步通信的McBSP，不能直接實(shí)現異步串行通信，需要配合DSP的DMA通道通過(guò)軟件實(shí)現異步通信。將PSD發(fā)送的每一個(gè)字節作為一幀數據，以起始位的下降沿作為幀同步信號，采用過(guò)采樣的方法，將每一位(包括起始位)作為一個(gè)16位Word，停止位僅采8位WORD。將一個(gè)字節通過(guò)DMA通道緩沖到固定緩沖區，當一幀數據(10個(gè)WORD)全部采完之后，發(fā)送DMA中斷通知DSP進(jìn)行處理。對于串行通信普遍存在的開(kāi)機錯位亂碼現象，通過(guò)對特殊位的判斷進(jìn)行丟棄處理。

增量式編碼器解碼模塊設計

該測試模塊需要從天線(xiàn)平臺測試仿真轉臺接受平臺的位置信息，在各類(lèi)運動(dòng)控制系統中，常采用增量式光電編碼器作為反饋檢測元件，其輸出為相差90度的A、B兩相信號以及周期脈沖復位信號Z，A、B兩相信號相差的正負決定運動(dòng)的正反方向，A、B兩相信號的脈沖輸出計數決定位置運動(dòng)的大小，Z為過(guò)零復位脈沖。整個(gè)解碼邏輯設計如圖2所示。

圖2 解碼邏輯設計

由于該測試系統采用的仿真轉臺的位置信息有方位、橫滾兩個(gè)方向，需要兩組解碼器分別解碼兩個(gè)方向的位置信息。