CN103354511B - 一种tcn网络mvb总线物理层一致性测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，旨在提供一种TCN网络MVB总线物理层一致性测试系统及方法。该测试系统包括上位机、MVB总线物理层一致性测试仪和被测设备；该测试方法包括上位机、MVB总线物理层一致性测试仪和被测设备的连接。本发明的测试系统实现对MVB设备物理层的一致性测试，其测试功能覆盖IEC61375‑2中的3.2.4与3.2.5描述的分别针对ESD、EMD介质的MVB总线物理层一致性测试；测试系统通过上位机显示详尽的测试结果数据，以及相关波形图像，便于测试人员进行整理分析；通过测试系统软硬件控制，可以组合切换各分项测试，实现自动化测试。

Description

一种TCN网络MVB总线物理层一致性测试系统及方法

技术领域

本发明是关于通信领域，特别涉及一种TCN网络MVB总线物理层一致性测试系统及方法。

背景技术

1999年，国际电工委员会(IEC)第九技术委员会(TC9)，委托由来自20多个国家以及国际铁路联盟的代表组成的第22工作组(WG22)，为铁路设备的数据通信制定国际标准IEC61375—1，也就是列车通信网络(TrainCommunicationNetwork)，实现了车载微型计算机组成的列车控制系统的通信网络的标准化和互联，是铁路列车车辆之间和车辆内部的可编程车载设备进行互联传送控制、检测与诊断信息的数据通信网络标准。这一规范的出现，立即引起全球铁路行业的广泛重视，各国都逐步将符合规范的设备和总线应用到新型的机车车辆上。TCN标准定义了一个分层的列车数据通信网络，其中包括用于连接车厢内部各设备的多功能车辆总线(MultifunctionVehicle Bus，MVB)作为沟通各个控制、诊断单元的信息通道，为实现列车内部数据交互提供了可能。

随着我国铁路的高速化发展，满足列车通信网络(TCN)标准的多功能车辆总线(MVB)的车载产品市场正在逐步扩大。但是，目前国内尚未有专门用于对MVB设备进行完整出厂前测试的符合国际协议标准并通过认证的测试平台，使得国产MVB列车设备和在出厂前进行状态检测、故障诊断以及车载设备开发调试时存在诸多不便。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种分别针对单线结构用于短距离传输的电介质（ESD）和用于中距离传输的电介质（EMD）的MVB总线物理层一致性测试的系统和方法。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种TCN网络MVB总线物理层一致性测试系统，包括上位机，还包括MVB总线物理层一致性测试仪和被测设备；

所述MVB总线物理层一致性测试仪包括电源模块、控制与接口模块和高速AD-DA模块；

电源模块用于提供MVB总线物理层一致性测试仪所需的5V,+-12V电源；

高速AD-DA模块包括高速AD模块和高速DA模块，高速AD-DA模块通过PCI总线和上位机相连接；高速AD模块包括一块双通道的AD板卡，并设有AD接口0、AD接口1，两个接口用于连接控制与接口模块；高速DA模块包括一块单通道的DA板卡，并设有DA接口0，用于连接控制与接口模块；

控制与接口模块包括接口模块和控制模块；接口模块设有与高速AD模块相连接的AD接口00、AD接口11，与高速DA模块相连接的DA接口00，与上位机相连的RS232接口，与被测设备相连接的两个9针SUB-D接口，接口模块还设有独立的接口电路模块，用于与高速AD-DA模块或被测设备构成测试电路；控制模块包括核心控制模块、继电器模块、高速模拟开关模块和信号调理模块；核心控制模块包括板上CPU，其IO口的电平高低变化由上位机控制；继电器模块包括继电器，各继电器用于通过通断控制各接口电路独立接入测试电路并按需求进行切换，继电器模块与板上CPU的IO口相连，并通过IO口的电平变化控制各继电器的通断；高速模拟开关模块用于信号波形测试时信号调理模块、高速DA模块快速的接入和断开，高速模拟开关模块中的高速模拟开关的接入和断开，由板上CPU的IO口电平高低决定；信号调理模块用于调理高速DA模块产生的波形；

上位机上设有测试软件功能模块，各测试软件功能模块分别用于控制控制与接口模块中的板上CPU的IO口电平和进行数据的处理分析。

在本发明中，所述被测设备分为ESD和EMD介质两类，即单线结构用于短距离传输的电介质和用于中距离传输的电介质，并通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪。

提供一种利用所述测试系统进行的测试方法，包括上位机、MVB总线物理层一致性测试仪和被测设备的连接，所述测试方法的具体步骤如下所示：

步骤A：首先将上位机用PCI总线与高速AD-DA模块相连接，将上位机通过RS232接口与控制与接口模块相连接，连接高速AD-DA模块和控制与接口模块，将被测设备通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪；然后接通电源，MVB总线物理层一致性测试仪开始工作，板上CPU等待上位机通过RS232接口传送来的控制信号，继电器模块中的各继电器断开，高速模拟开关断开，并等待板上CPU的IO口电平变化，接口模块和信号调理模块未上电；

步骤B：打开上位机中的测试软件功能模块，选择相应的测试项点击测试，上位机通过RS232接口发出信号，控制板上CPU的IO口电平的变化，进而控制继电器模块中的相应继电器闭合，将所需的相应测试项的接口模块和被测设备接入测试电路；

步骤C：测试电路构建完成后，高速DA模块由上位机控制根据测试项分别产生MVB的标准帧、畸变帧、错误帧和正弦波，并通过DA接口0和控制与接口模块的DA接口00连接，高速DA模块产生的信号经信号调理模块调整后，发送至被测设备；高速AD模块由上位机控制采集相关电压、电流数据和被测设备接收信号后发回的波形信号，数据采集完成后，高速AD模块经PCI总线传送回上位机；

步骤D：上位机接收高速AD模块发回的数据，通过相应的测试软件功能模块进行分析处理，得出测试结果，包括测试报告和相关波形图像。

在本发明中，所述步骤B中，信号调理模块与高速DA模块的接入视测试项而定，由高速模拟开关模块控制，高速模拟开关连通时，信号调理模块、高速DA模块被接入。

在本发明中，所述步骤B中的测试项包括三类：直接采样测试、信号接收和采样测试、正弦波测试，且测试项能进行组合测试；

所述直接采样测试具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，启用相应的接口电路模块，并将被测设备接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速AD模块单通道运行起到电压表的作用，对接口两端的电压进行采样，观测其是否能满足测试要求，结束后，IO口电平归零，相应的继电器断开，接口电路模块退出，测试电路断开；

所述信号接收和采样测试具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，启用相应的接口电路模块，并将被测设备接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速DA模块发送波形，产生测试数据帧，经信号调理模块后继续传输，高速模拟开关模块受板上CPU的对应IO口控制，在高电平时闭合，高速模拟开关闭合，将信号调理模块、高速DA模块接入测试电路，此时板上CPU开始计数，完成预置的计数后，高速模拟开关断开，信号调理模块、高速DA模块不接入测试电路；在此期间，高速DA模块产生指定测量帧，经信号调理模块调整后发送到测试电路中，等待被测设备响应，上位机控制高速AD模块单通道运行采集被测设备的响应信号，经PCI总线将采集到的数据上传到上位机，由上位机进行分析处理；

所述正弦波测试具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，使得特定的接口模块接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速DA模块发送波形，发送不同频率、不同幅值的正弦波信号，上位机控制高速AD模块双通道运行采集指定接口的波形，经PCI总线将采集到的数据上传到上位机，由上位机进行分析处理。

在本发明中，所述上位机中的测试软件功能模块，通过控制核心控制模块中板上CPU的各IO口高低电平按顺序变化，继电器模块按需求自动进行切换连通，实现各测试项的组合测试，进而输出测试结果和测试报告，实现自动化测试。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的测试系统实现对MVB设备物理层的一致性测试，其测试功能覆盖IEC61375-2中的3.2.4与3.2.5描述的分别针对ESD、EMD介质的MVB总线物理层一致性测试。测试系统通过上位机显示详尽的测试结果数据，以及相关波形图像，便于测试人员进行整理分析。通过测试系统软硬件控制，可以组合切换各分项测试，实现自动化测试。

附图说明

图1为本发明中的测试系统的系统结构图。

图2为本发明中的高速AD-DA模块结构图。

图3为本发明中的控制与接口模块结构图。

图4为本发明中的直接采样测试接口原理图。

图5为本发明中的信号接收和采样测试接口原理图。

图6为本发明中的正弦波测试接口原理图。

图7为本发明中的直接采样测试流程图。

图8为本发明中的信号接收与采样测试流程图。

图9为本发明中的正弦波测试流程图。

具体实施方式

首先需要说明的是，本发明涉及工业控制技术的应用。在本发明的实现过程中，会涉及到多个软件功能模块的应用。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现本发明。前述软件功能模块包括但不限于上位机中的各测试软件功能模块，凡本发明申请文件提及的均属此范畴，申请人不再一一列举。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

图1至图3中的TCN网络MVB总线物理层一致性测试系统包括上位机、MVB总线物理层一致性测试仪和被测设备。

MVB总线物理层一致性测试仪包括电源模块、控制与接口模块和高速AD-DA模块。电源模块提供MVB总线物理层一致性测试仪所需的5V,+-12V电源；高速AD-DA模块在测试中由上位机控制分别进行数据采集工作和波形生成工作；控制与接口模块提供各种接口，并控制不同测试接口电路模块的切换，构成测试电路。

高速AD-DA模块包括高速AD模块和高速DA模块，这里的高速是指AD模块的高采样频率、高传输速率，DA模块的高发送频率、高传输速率。高速AD模块包括一块双通道的AD板卡，并设有AD接口0、AD接口1，两个接口用于连接控制与接口模块。高速DA模块包括一块单通道的DA板卡，并设有DA接口0，用于连接控制与接口模块。高速AD-DA模块通过PCI总线和上位机相连接，上位机上的测试软件功能模块控制高速AD模块在直接采集测试中，测量电压与电流，代替了电压表与电流表；在信号接收和采样测试及正弦波测试中，上位机上的测试软件功能模块控制高速AD模块测量采集被测设备发回的波形，代替了示波器；在信号接收和采样测试中，上位机上的测试软件功能模块控制高速DA模块工作产生MVB的标准帧、畸变帧、错误帧，代替了专业的函数信号发生器；在正弦波测试中，上位机上的测试软件功能模块控制高速DA模块产生了正弦波形，代替了专业的函数信号发生器。

控制与接口模块包括接口模块和控制模块。接口模块为控制与接口模块与其他模块相连接提供接口，接口模块上设有与高速AD模块相连接的AD接口00、AD接口11，与高速DA模块相连接的DA接口00，与上位机相连的RS232接口，与被测设备相连接的两个9针SUB-D接口；接口模块还设有独立的接口电路模块，用于与高速AD-DA模块或被测设备构成测试电路。控制模块包括核心控制模块、继电器模块、高速模拟开关模块和信号调理模块。核心控制模块包括板上CPU，其IO口的电平高低变化由上位机控制。继电器模块包括继电器，各继电器用于通过通断控制各接口电路模块独立接入测试电路并按需求进行切换，继电器模块与板上CPU的IO口相连，并通过IO口的电平变化控制各继电器的通断。高速模拟开关模块主要用于信号波形测试时信号调理模块、高速DA模块快速的接入和断开，高速模拟开关模块中的高速模拟开关的接入和断开，由板上CPU的IO口电平高低决定。在测试时上位机控制板上CPU的相应的IO口产生高电平，高速模拟开关闭合，板上CPU开始计数，计数完成后，高速模拟开关断开，开始新一轮的循环，循环的结束也由板上CPU的IO控制。信号调理模块用于调理高速DA模块产生的波形，使之符合测试要求。

上位机上设有测试软件功能模块，各测试软件功能模块分别用于控制控制与接口模块中的板上CPU的IO口电平和进行数据的处理分析。上位机通过PCI总线与高速AD-DA模块相连，实现对波形的测试采集和波形发生的控制。上位机通过RS232接口和控制与接口模块相连接，使用测试软件功能模块通过控制控制模块中的板上CPU的IO口电平，控制不同的接口模块在测试分别单独接入，构成测试需要的硬件环境，完成测试后，再进行切换。

被测设备分为ESD和EMD介质两类，即单线结构用于短距离传输的电介质和用于中距离传输的电介质，并通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪。

利用所述测试系统进行的测试方法，具体步骤如下所示：

步骤A：首先将上位机用PCI总线与高速AD-DA模块相连接，将上位机通过RS232接口与控制与接口模块相连接，连接高速AD-DA模块和控制与接口模块，将被测设备通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪；然后接通电源，MVB总线物理层一致性测试仪开始工作，板上CPU等待上位机通过RS232接口传送来的控制信号，继电器模块中的各继电器断开，高速模拟开关断开，并等待板上CPU的IO口电平变化，接口模块和信号调理模块未上电。

步骤B：打开上位机中的测试软件功能模块，选择相应的测试项点击测试，上位机通过RS232接口发出信号，控制板上CPU的IO口电平的变化，进而控制继电器模块中的相应继电器闭合，将所需的相应测试项的接口模块和被测设备接入测试电路；信号调理模块与高速DA模块的接入视测试项而定，由高速模拟开关模块控制，高速模拟开关连通时，信号调理模块、高速DA模块被接入。

步骤C：测试电路构建完成后，高速DA模块由上位机控制根据测试项分别产生MVB的标准帧、畸变帧、错误帧和正弦波，并通过DA接口0和控制与接口模块的DA接口00连接，高速DA模块产生的信号经信号调理模块调整后，发送至被测设备；高速AD模块由上位机控制采集相关电压、电流数据和被测设备接收信号后发回的波形信号，数据采集完成后，高速AD模块经PCI总线传送回上位机。

步骤D：上位机接收高速AD模块发回的数据，通过相应的测试软件功能模块进行分析处理，得出测试结果，包括测试报告和相关波形图像。

上述测试方法中步骤B的测试项包括三类：直接采样测试、信号接收和采样测试、正弦波测试，且测试项能进行组合测试。

直接采样测试包括ESD连接器测试、ESD终端测试，如图4所示，具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，启用相应的接口电路模块，并将被测设备接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速AD模块单通道运行起到电压表的作用，对接口两端的电压进行采样，观测其是否能满足测试要求，结束后，IO口电平归零，相应的继电器断开，接口电路模块退出，测试电路断开。

信号接收和采样测试包括ESD接收器测试、ESD线路单元测试、EMD接收阈值测试、EMD传输波形测试和EMD传输波形测试，如图5所示，具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，启用相应的接口电路模块，并将被测设备接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速DA模块发送波形，产生测试数据帧，经信号调理模块后继续传输，高速模拟开关模块受板上CPU的对应IO口控制，在高电平时闭合，高速模拟开关闭合，将信号调理模块、高速DA模块接入测试电路，此时板上CPU开始计数，完成预置的计数后，高速模拟开关断开，信号调理模块、高速DA模块不接入测试电路；在此期间，高速DA模块产生指定测量帧，经信号调理模块调整后发送到测试电路中，等待被测设备响应，上位机控制高速AD模块单通道运行（上升沿触发）采集被测设备的响应信号，经PCI总线将采集到的数据上传到上位机，由上位机进行分析处理。

正弦波测试包括ESD设备输入阻抗测试、EMD设备插入损耗测试和EMD电阻电感测试，如图6所示，具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，使得特定的接口模块接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速DA模块发送波形，发送不同频率、不同幅值的正弦波信号，上位机控制高速AD模块双通道运行采集指定接口的波形，经PCI总线将采集到的数据上传到上位机，由上位机进行分析处理。

如图7所示，直接采样测试的流程是：在上位机的测试软件功能模块上点击开始测试，上位机通过RS232接口开始向板上CPU发送命令，若测试电路无法接通，则停止测试，显示错误信息，结束测试。若能接通，则AD板卡开始采集数据，若采集工作无法完成，则停止测试，显示错误信息，结束测试。若能成功记录采集数据，则对采集到的数据进行处理，反之，则RS232接口重新发送命令。处理完成后，显示测试结果。结束测试。

如图8所示，信号接收和采样测试的流程是：在上位机的测试软件功能模块上点击开始测试，RS232接口开始发送命令，若测试电路无法接通，则停止测试，显示错误信息，结束测试。若能接通，则高速DA模块开始发送波形，若波形发生工作无法完成，则停止测试，显示错误信息，结束测试。若波形顺利发生，则高速AD模块开始采集波形数据，若采集工作无法完成，则停止测试，显示错误信息，结束测试。若能顺利采集到完整波形，则记录波形数据，高速DA模块停止工作。若能完成数据采集，则处理数据波形，判断接收情况，反之，RS232接口重新发送命令。判断结束后，显示测试结果，结束测试。

如图9所示，正弦波测试的流程是：在上位机的测试软件功能模块上点击开始测试，RS232接口开始发送命令，若测试电路无法接通，则停止测试，显示错误信息，结束测试。接通测试电路后，若高速DA模块无法正常发生正弦波，则停止测试，显示错误信息，结束测试。发生正弦波后，若高速AD模块无法顺利采集正弦波，则停止测试，显示错误信息，结束测试。若能记录正弦波数据，则DA板卡停止工作。若整个数据采集工作顺利完成，则开始处理数据，反之，RS232接口重新发送命令。处理完数据后，显示测试结果，结束测试。

上位机可以根据需求，通过安装的测试软件功能模块设定各测试项的组合测试，通过RS232接口发送相应的指令，控制核心控制模块的板上CPU的各IO口高低电平按顺序变化，继电器模块按需求自动进行切换连通，接口电路中的各个接口电路模块按设定的顺序接入退出测试电路，组合实现各分项测试，输出测试结果和测试报告，实现自动化测试。

下面结合三种不同类型测试的四个实施例，进一步阐释本发明。

实施例1：ESD连接器测试

1、将ESD介质通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪。将MVB总线物理层一致性测试仪通过ExpressCard34适配卡驳接到上位机，这里选用装有测试软件功能模块的笔记本电脑作为上位机。将上位机通过RS232接口与MVB总线物理层一致性测试仪相连接，接通电源，MVB总线物理层一致性测试仪开始工作。板上CPU等待上位机通过RS232接口传送来的控制信号，继电器模块中的各继电器断开，高速模拟开关断开，等待板上CPU的IO口电平变化，接口模块和信号调理模块未上电。

2、打开上位机和MVB总线物理层一致性测试仪，启动上位机上的测试软件功能模块，选择ESD连接器测试，填写相关信息，点击开始测试。上位机通过RS232发出信号，控制板上CPU的IO口的电平发生变化，继电器模块中的相应继电器闭合，将所需的接口模块接入，被测ESD介质设备接入。

3、测试电路构建完成后，高速AD模块由上位机控制用于采集被测设备电压参数，数据采集完成后由高速AD模块经PCI总线传送回上位机。

4、上位机接收高速AD模块发回的数据，通过专用的测试软件功能模块进行分析处理，得出测试结果以及测试报告。

实施例2：ESD信号接收测试

1、将ESD介质通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪，将MVB总线物理层一致性测试仪通过ExpressCard34适配卡驳接到上位机，这里选用装有测试软件功能模块的笔记本电脑作为上位机。将上位机通过RS232接口与MVB总线物理层一致性测试仪相连接，接通电源，MVB总线物理层一致性测试仪开始工作。板上CPU等待上位机通过RS232接口传送来的控制信号，继电器模块中的各继电器断开，高速模拟开关断开，等待板上CPU的IO口电平变化，接口模块和信号调理模块未上电。

2、打开上位机和MVB总线物理层一致性测试仪，启动上位机上的测试软件功能模块，选择ESD信号波形测试，填写相关信息，点击开始测试。上位机通过RS232发出信号，控制板上CPU的IO口的电平发生变化，继电器模块中的相应继电器闭合，将所需的接口模块接入，被测ESD介质设备接入。高速模拟开关的通断由对应的板上CPU的IO口的电平高低决定，高速模拟开关连通时，信号调理模块、高速DA模块被接入。

3、测试电路构建完成后，高速DA模块由上位机控制根据测试项分别产生MVB的标准帧、畸变帧、错误帧，通过DA接口0和DA接口00与控制与接口模块连接，其产生的信号经信号调理模块调整后，发送至被测设备。高速AD模块由上位机控制用于采集被测设备接收信号后发回的波形信号，数据采集完成后由高速AD模块经PCI总线传送回上位机。

4、上位机接收高速AD模块发回的数据，通过专用的测试软件功能模块进行分析处理，得出实验结果，包括测试报告和相关波形图像。

实施例3：EMD信号波形测试

1、将EMD介质通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪，将MVB总线物理层一致性测试仪通过ExpressCard34适配卡驳接到上位机，这里选用装有测试软件功能模块的笔记本电脑作为上位机。将上位机通过RS232接口与MVB总线物理层一致性测试仪相连接，接通电源，MVB总线物理层一致性测试仪开始工作。板上CPU等待上位机通过RS232接口传送来的控制信号，继电器模块中的各继电器断开，高速模拟开关断开，等待板上CPU的IO口电平变化，接口模块和信号调理模块未上电。

2、打开上位机和MVB总线物理层一致性测试仪，启动上位机上的测试软件功能模块，选择EMD信号波形测试，填写相关信息，点击开始测试。上位机通过RS232发出信号，控制板上CPU的IO口的电平发生变化，继电器模块中的相应继电器闭合，将所需的接口模块接入，被测EMD介质设备接入。高速模拟开关的通断由对应的板上CPU的IO口的电平高低决定，高速模拟开关连通时，信号调理模块、高速DA模块被接入。

3、测试电路构建完成后，高速DA模块由上位机控制根据测试项分别产生MVB的标准帧、畸变帧、错误帧，通过DA接口0、DA接口00和控制与接口模块连接，其产生的信号经信号调理模块调整后，发送至被测设备。高速AD模块由上位机控制用于采集被测设备接收信号后发回的波形信号，数据采集完成后由高速AD模块经PCI总线传送回上位机。

4、上位机接收高速AD模块发回的数据，通过专用的测试软件功能模块进行分析处理，得出实验结果，包括测试报告和相关波形图像。

实施例4：ESD输入损耗测试

1、将ESD介质通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪，将MVB总线物理层一致性测试仪通过ExpressCard34适配卡驳接到上位机，这里选用装有测试软件功能模块的笔记本电脑作为上位机。将上位机通过RS232接口与MVB总线物理层一致性测试仪相连接，接通电源，MVB总线物理层一致性测试仪开始工作。板上CPU等待上位机通过RS232接口传送来的控制信号，继电器模块中的各继电器断开，高速模拟开关断开，等待板上CPU的IO口电平变化，接口模块和信号调理模块未上电。

2、打开上位机和MVB总线物理层一致性测试仪，启动上位机上的测试软件功能模块，选择ESD输入损耗测试，填写相关信息，点击开始测试。上位机通过RS232发出信号，控制板上CPU的IO口的电平发生变化，继电器模块中的相应继电器闭合，将所需的接口模块接入，被测ESD介质设备接入。高速模拟开关的通断由对应的板上CPU的IO口的电平高低决定，高速模拟开关连通时，信号调理模块、高速DA模块被接入。

3、测试电路构建完成后，高速DA模块由上位机控制，根据测试项分别产生不同频率、不同幅值的正弦波信号，通过DA接口0、DA接口00和控制与接口模块连接，其产生的信号经信号调理模块调整后，发送至被测设备。高速AD模块由上位机控制用于采集被测设备接收信号后发回的波形信号，数据采集完成后由高速AD模块经PCI总线传送回上位机。

4、上位机接收高速AD模块发回的数据，通过专用的测试软件功能模块进行分析处理，得出实验结果，包括测试报告和相关波形图像。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种TCN网络MVB总线物理层一致性测试系统，包括上位机；TCN网络是指列车通信网络，即TrainCommunicationNetwork，MVB是指多功能车辆总线，其特征在于，所述TCN网络MVB总线物理层一致性测试系统还包括MVB总线物理层一致性测试仪和被测设备；

所述MVB总线物理层一致性测试仪包括电源模块、控制与接口模块和高速AD-DA模块；

电源模块用于提供MVB总线物理层一致性测试仪所需的5V,+-12V电源；

高速AD-DA模块包括高速AD模块和高速DA模块，高速AD-DA模块通过PCI总线和上位机相连接；高速AD模块包括一块双通道的AD板卡，并设有AD接口0、AD接口1，两个接口用于连接控制与接口模块；高速DA模块包括一块单通道的DA板卡，并设有DA接口0，用于连接控制与接口模块；

控制与接口模块包括接口模块和控制模块；接口模块设有与高速AD模块相连接的AD接口00、AD接口11，与高速DA模块相连接的DA接口00，与上位机相连的RS232接口，与被测设备相连接的两个9针SUB-D接口，接口模块还设有独立的接口电路模块，用于与高速AD-DA模块或被测设备构成测试电路；控制模块包括核心控制模块、继电器模块、高速模拟开关模块和信号调理模块；核心控制模块包括板上CPU，其IO口的电平高低变化由上位机控制；继电器模块包括继电器，各继电器用于通过通断控制各接口电路独立接入测试电路并按需求进行切换，继电器模块与板上CPU的IO口相连，并通过IO口的电平变化控制各继电器的通断；高速模拟开关模块用于信号波形测试时信号调理模块、高速DA模块快速的接入和断开，高速模拟开关模块中的高速模拟开关的接入和断开，由板上CPU的IO口电平高低决定；信号调理模块用于调理高速DA模块产生的波形；

上位机上设有测试软件功能模块，各测试软件功能模块分别用于控制控制与接口模块中的板上CPU的IO口电平和进行数据的处理分析；

利用所述测试系统进行测试，测试方法的具体步骤如下所示：

步骤A：首先将上位机用PCI总线与高速AD-DA模块相连接，将上位机通过RS232接口与控制与接口模块相连接，连接高速AD-DA模块和控制与接口模块，将被测设备通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪；然后接通电源，MVB总线物理层一致性测试仪开始工作，板上CPU等待上位机通过RS232接口传送来的控制信号，继电器模块中的各继电器断开，高速模拟开关断开，并等待板上CPU的IO口电平变化，接口模块和信号调理模块未上电；

步骤B：打开上位机中的测试软件功能模块，选择相应的测试项点击测试，上位机通过RS232接口发出信号，控制板上CPU的IO口电平的变化，进而控制继电器模块中的相应继电器闭合，将所需的相应测试项的接口模块和被测设备接入测试电路；

步骤C：测试电路构建完成后，高速DA模块由上位机控制根据测试项分别产生MVB的标准帧、畸变帧、错误帧和正弦波，并通过DA接口0和控制与接口模块的DA接口00连接，高速DA模块产生的信号经信号调理模块调整后，发送至被测设备；高速AD模块由上位机控制采集相关电压、电流数据和被测设备接收信号后发回的波形信号，数据采集完成后，高速AD模块经PCI总线传送回上位机；

步骤D：上位机接收高速AD模块发回的数据，通过相应的测试软件功能模块进行分析处理，得出测试结果，包括测试报告和相关波形图像。

2.根据权利要求1所述的一种测试系统，其特征在于，所述被测设备分为ESD和EMD介质两类，即单线结构用于短距离传输的电介质和用于中距离传输的电介质，并通过两个9针的Sub-D的连接器接入MVB总线物理层一致性测试仪。

3.根据权利要求1所述的一种测试系统，其特征在于，所述测试方法的步骤B中，信号调理模块与高速DA模块的接入视测试项而定，由高速模拟开关模块控制，高速模拟开关连通时，信号调理模块、高速DA模块被接入。

4.根据权利要求1所述的一种测试系统，其特征在于，所述测试方法的步骤B中的测试项包括三类：直接采样测试、信号接收和采样测试、正弦波测试，且测试项能进行组合测试；

所述直接采样测试具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，启用相应的接口电路模块，并将被测设备接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速AD模块单通道运行起到电压表的作用，对接口两端的电压进行采样，观测其是否能满足测试要求，结束后，IO口电平归零，相应的继电器断开，接口电路模块退出，测试电路断开；

所述信号接收和采样测试具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，启用相应的接口电路模块，并将被测设备接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速DA模块发送波形，产生测试数据帧，经信号调理模块后继续传输，高速模拟开关模块受板上CPU的对应IO口控制，在高电平时闭合，高速模拟开关闭合，将信号调理模块、高速DA模块接入测试电路，此时板上CPU开始计数，完成预置的计数后，高速模拟开关断开，信号调理模块、高速DA模块不接入测试电路；在此期间，高速DA模块产生指定测量帧，经信号调理模块调整后发送到测试电路中，等待被测设备响应，上位机控制高速AD模块单通道运行采集被测设备的响应信号，经PCI总线将采集到的数据上传到上位机，由上位机进行分析处理；

所述正弦波测试具体是指：上位机通过RS232接口控制板上CPU的测试对应的IO口产生高电平，相应的继电器闭合，使得特定的接口模块接入测试电路，上位机通过PCI总线控制高速DA模块发送波形，发送不同频率、不同幅值的正弦波信号，上位机控制高速AD模块双通道运行采集指定接口的波形，经PCI总线将采集到的数据上传到上位机，由上位机进行分析处理。

5.根据权利要求4所述的一种测试系统，其特征在于，所述上位机中的测试软件功能模块，通过控制核心控制模块中板上CPU的各IO口高低电平按顺序变化，继电器模块按需求自动进行切换连通，实现各测试项的组合测试，进而输出测试结果和测试报告，实现自动化测试。