基于NI CVI, LabVIEW和PXI的航空電子測試系統(tǒng)

　"我們使用LabWindows/CVI 開發(fā)圖形化用戶界面、管理所有的指令、控制站臺的儀器，并解析實(shí)現(xiàn)自動化測試的函數(shù)。"

　　– M. Ceccarelli Esposto, Selex Galileo

　　The Challenge:

　　利用商業(yè)現(xiàn)成可用(commercial off-the-shelf, COTS)的硬件，開發(fā)一款集成的航空電子測試系統(tǒng)，配有若干非標(biāo)準(zhǔn)視頻接口和一個專屬的串口通信總線，以減少開發(fā)成本和開發(fā)時間。

　　The Solution:

　　使用NI LabWindows™/CVI和LabVIEW FPGA模塊，利用一個PXI機(jī)箱和一個集成的NI控制器， 兩個NI可重配置的I/O(RIO)模塊來處理非標(biāo)準(zhǔn)的視頻聲畫同步、管理私有串口協(xié)議，另外使用兩個模塊生成非標(biāo)準(zhǔn)的視頻和一些信號路由矩陣信息。

　　Author(s):

　　M. Ceccarelli Esposto - Selex Galileo

　　軍用航空電子設(shè)備的生產(chǎn)需要經(jīng)過一些特殊的步驟，如產(chǎn)品驗(yàn)收，項(xiàng)目認(rèn)證以及對交付后的產(chǎn)品進(jìn)行單元測試等。這些就需要設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一些非常復(fù)雜的測試系統(tǒng)去模擬技術(shù)環(huán)境、檢測被測器件。幾乎所有的案例里，軍用航空電子設(shè)備的I/O接口都有其專有的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，需要特殊電子板卡進(jìn)行通信，這也導(dǎo)致了大量的時間、金錢和資源的浪費(fèi)。

　　因此，我們公司設(shè)計(jì)了通用的可編程集成測試系統(tǒng)。其它公司可以很輕松地將該系統(tǒng)改進(jìn)以適用于各種不同的設(shè)備。特別是來自羅馬的Pomezia的工業(yè)工程部門和相關(guān)的測試工程小組正在生產(chǎn)一系列能夠與NI平臺完全集成的PXI嵌入式板卡。后者將要實(shí)現(xiàn)在航空電子設(shè)備生產(chǎn)檢測中所需的一些最經(jīng)典和最常用的功能。這些小組正在Selex Galileo PXI模塊和NI PXI模塊的基礎(chǔ)上配置一些PXI測試的核心系統(tǒng)，作為一般航空電子設(shè)備檢測的基礎(chǔ)平臺。

圖1. 測試站上PXI模塊的系統(tǒng)連接框圖，用于開發(fā)視頻和串口通訊功能

　　集成的航空電子測試系統(tǒng)

　　在這項(xiàng)應(yīng)用任務(wù)中，我們需要創(chuàng)建一個自動測試站臺，為Tornado戰(zhàn)斗轟炸機(jī)測試新的LCD顯示器。這些顯示器帶有四個單色視頻輸入，而且都具有非標(biāo)的分離式同步機(jī)制(時序和幅值)，兩個RGB視頻輸入(一個按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，另一個幅值非標(biāo))，一個單色視頻輸出，同樣具有非標(biāo)的分離式同步機(jī)制，一個標(biāo)準(zhǔn)的RGB輸出以及一個基于專屬協(xié)議的串口通訊總線。

　　我們利用LabWindows/CVI和 LabVIEW FPGA開發(fā)了一個應(yīng)用軟件。PXI平臺核心由一臺NI PXI-1045機(jī)箱和一臺NIPXI-8108控制器，兩臺NI PXI-5421任意波形發(fā)生器，一臺NIPXI-7811R RIO模塊，一臺NIPXI-7852RRIO模塊，自動信號路由矩陣和PXI-8432/33/34組成。

　　我們使用了兩個任意波形發(fā)生器同時為非標(biāo)準(zhǔn)的單色接口生成視頻分量，使用PXI-7811R模塊產(chǎn)生兩個場線同步信號，用于STANAG 3350 B類同步信號的重構(gòu)，使得由被測元件產(chǎn)生的非標(biāo)準(zhǔn)同步機(jī)制的信號能夠用一個普通的顯示器進(jìn)行視頻輸出。PXI-7852R模塊管理著專屬串行總線。我們在PXI核心平臺中加入了一小塊電路來協(xié)調(diào)各個信號間不同電平等級。

　　我們開發(fā)了一款應(yīng)用軟件來管理PXI-5421模塊。用戶可以以兩個分辨率適當(dāng)?shù)牟煌粓D圖像為基礎(chǔ)，產(chǎn)生交錯的單色視頻分量，以滿足被測元件單色視頻輸入接口的要求。每當(dāng)PXI-5421模塊開始生成一個新的半場信號和一個新的線信號時，任意波形發(fā)生器就會為PXI-7811R提供了一個開始觸發(fā)，PXI-7811R就將按照單色視頻接口的特殊要求，開始產(chǎn)生場和線的分離式同步信號。因?yàn)槲覀冃枰@項(xiàng)測試能盡可能靈活地管理同步脈沖，我們選擇了現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)模塊來產(chǎn)生這些脈沖。綜合考慮了可用編程容量、速度和成本之后，PXI-7811R模塊是最好的選擇。