CN105630716B - 一种多卡校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多卡校准方法，通过建立校准系统，实现多卡校准，避免了每次校准时分别预热的过程，该方法可实现同一机箱多块相同模块公用同一DLL动态链接库，完成指定模块校准，提高校准效率，公用预热时间，克服同一机箱单块模块校准耗时较长缺陷。

Description

一种多卡校准方法

技术领域

本发明属于合成仪器领域，特别涉及一种多卡校准方法。

背景技术

现代战争需要武器装备具有智能化、信息化、综合化特点，故宽带、小体积、多功能将成为武器装备研制的重点，为实现上述要求，大量数据校准工作则是必不可少的环节，怎样实现大量数据的校准、怎样节省校准时间，尤其是多个相同模块在同一机箱内校准，是武器装备研制过程中非常重要的一部分，预热时间是射频模块校准不可缺少的环节，它的时间都比较长，多卡校准时会浪费很多预热等待时间。

发明内容

针对上述低效率的单个模块的校准方式，本发明提出了一种多卡校准方法，可以实现同一机箱多块相同模块校准，提高校准效率，公用预热时间，克服同一机箱单块校准换卡耗时较长的缺陷。

一种多卡校准方法，将多个被校准模块安装在上位机对应的卡槽内，在每个校准模块中内设可读写的FLASH，并在各个被校准模块的FLASH中写入对应的校准数据；在所述上位机中设置校准系统，并划分为以下功能单元：卡号识别单元、FLASH写入单元、FLASH读取单元、信号发生单元、信号分析单元、校准数据生成单元、校准控制单元及多卡管理单元；上位机内存中设置校准文件，在该校准文件中建立各个被校准模块对应的数组结构，用于存储校准数据；

在实施所述校准方法之前，对所有的被校准模块和校准设备进行预热，然后执行如下步骤：

步骤1、用户指定需要校准的模块所在槽号，将该被校准模块与对应的校准设备连接在一起；

步骤2、卡号识别单元找到用户指定的被校准模块槽号，并将该槽号送给多卡管理单元；

步骤3、多卡管理单元根据从卡号识别单元接收的槽号找到该被校准模块所对应的数组结构指针，传送给校准初始化单元；

步骤4、校准初始化单元根据接收到的数组结构指针，调用FLASH读取单元从对应的被校准模块的FLASH中将校准数据读取出来，并存储到所述数组结构指针所指向的内存中，并送校准控制单元；

步骤5、校准控制单元按照FLASH读取单元读取的校准数据，调用信号发生单元驱动对应的被校准模块产生校准数据对应的信号；

步骤6、校准控制单元调用信号分析单元采集步骤5中被校准模块产生的信号，并提取信号的特征参量后送入校准数据生成单元；

步骤7、校准控制单元调用校准数据生成单元，将步骤4中FLASH读取单元读取的校准数据与步骤6中的对应的特征参量进行比对，生成校准结果，并存储到所述数组结构指针所指向的内存中，之后送FLASH写入单元；

步骤8、所述FLASH写入单元把准控制单元生成的校准结果写入被校准模块对应的FLASH单元中；

步骤9、用户指定下一个校准模块槽号，重复以上步骤1-8，开始新的模块校准，以此类推，完成多卡校准。

较佳的，所述FLASH采用AT24C512芯片。

较佳的，所述FLASH采用ASC码形式的文件进行存储。

较佳的，所述被校准模块通过PXIe总线、VXI总线或者PXI总线与所述上位机相连。

本发明具有如下有益效果：

(1)本发明采用了一种基于指针的共享DLL方式的多卡校准方法，可以实现同一机箱多块相同模块校准，提高校准效率，公用预热时间，克服同一机箱单块校准换卡耗时较长的缺陷。

附图说明

图1为本发明的多卡校准的原理框图。

图2为本发明实施例中多卡校准硬件配置框图示意图。

图3为本发明的多卡校准过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提出了一种多卡校准方法，如图1所示，在所述上位机中设置校准系统，并划分为以下功能单元，包括：卡号识别单元、FLASH写入单元、FLASH读取单元、信号发生单元、信号分析单元、校准数据生成单元、校准控制单元，多卡管理单元、校准初始化单元及校准初始化单元等九个单元。图2中给出3个AMC5814基带源模块校准硬件配置情况。

(1)卡号识别单元

用于读取每个模块所在的槽号，PXIe总线规范中没有槽号进行约束，为此槽号采用自定义方式进行读取，硬件对GA0-GA4五根线译码，由FPGA把译码结果，通过自定义寄存器地址送给上位机，本发明取自定义地址为8，上位机通过底层驱动函数m_rf_rev_get_card获取模块对应的卡号。

(2)FLASH写入单元

用于把校准文件内容写入FLASH中，每个模块都需要很多校准数据，保证输出信号的幅度精度、频率准确度和温度特性等要求。如果大量校准数据存放到上位机，会导致因更换模块而更换校准文件，如果模块生产量很大，这个数据文件维护的工作量是非常巨大的，为此，本发明把校准数据写入每个模块自身的硬件中，让每个模块自己维护自己的数据；

FLASH具有掉电非易失特效，因此它存放校准数据是非常合适的。本发明选用的FLASH是AT24C512芯片，它具有体积小，容量大特点，上位机采用驱动函数RF_Flash_WriteByte对它进行写入操作。FLASH数据存放的格式对系统维护是很重要的，采用二进制存储具有体积小、维护差特点，采用ASC格式存储具有体积大，维护好的特点，考虑校准数据量和系统维护，本发明采用ASC码方式存储，同时为了使系统具有更广泛的维护能力，本发明采用ASC码+文件存储方式进行存储，这样当系统增加其他校准类型，比如增加滤波器响应校准，系统不需要更改体系结构，就直接可以由文件形式进行存取，它不依赖于校准类型，完全是文件形式，文件不仅仅是校准数据，可以是其他类型，比如bmp图形等。FLASH仅和文件对应，这极大提高系统存储适应性。

(3)FLASH读取单元

FLASH读取单元，用于把FLASH中内容读取到校准文件中，FLASH写入单元相仿，系统采用和RF_Flash_ReadByte底层函数对FLASH进行读取操作。

(4)信号发生单元

系统校准时，往往会依赖于硬件的不同而更改校准的频率点数和频率值，为使系统具有更好的适应性，发明采用校准文件作为信号发生单元的输入，由fre_rev_fre.rev文件中[freq]字段确定信号发生器输出的频率，fre_rev_fre.rev文件可以由上位机写字板等文字编辑器灵活修改，系统会自动识别[freq]字段数据的个数和内容，这样极大提高校准系统的适应性。信号的功率由[rf_pow_in]字段确定，为保证系统线性度，功率采用多个等级实现，即[rf_pow_in]字段可以由多个校准功率值，这样结合频率[freq]字段，系统可输出二维校准信号。

信号发生由相应信号发生器实现，本发明采用通用SCPI，Standard Commands ForProgrammable instruments程控仪器标准命令集控制信号发生器产生所需信号，它的优点是更换仪器时不需要更换软件，保证系统适应性。如aglient安捷伦的E8267D、E4438C、E8257D等，它们可以共享同一个软件进行控制。

本发明采用rf_pow_generate_dbm对信号放生器进行控制。

(5)信号分析单元

用于读取校准文件所指定要求信号的特征参量，与信号发生单元相仿，信号分析单元也采用SCPI命令集对底层仪器进行控制，本发明采用Aglient安捷伦的E4440A对信号进行信号分析，通过设定SPAN扫宽、RBW分辨率带宽、REF参考电平等参数设置获取信号频谱，然后由最大值查找函数获取信号功率值和频率值，这些参数设置都比较关键，需要权衡考虑。

SPAN的设置要考虑信号发生单元和信号分析单元的频率差异，如果SPAN太小，那么在高频信号，比如26.5GHz时，信号就可能会落到SPAN之外，导致没有信号，SPAN太大，扫频时间过长，校准时间也会拖长，另外频率有效点数会导致功率测量误差比较大，直接影响校准精度，为此要在确定信号发生单元和信号分析单元的频率差异后，尽可能的减少SPAN，本发明采用500kHz作为SPAN设定，即使信号发生单元和信号分析单元的频率误差达到1*10-6，接收到信号在26.5GHz频率偏移26.5GHz*1*10-6＝26.5kHz，也可正确接收信号。

RBW分辨率带宽选取要考虑系统测量功率精度和频率分辨能力，在功率校准时，为保证系统功率校准准确性，RBW应该尽可能大，但太大会导致频谱曲线不能分辨出信号谱线；而在频率校准时，为保证频率分辨能力，RBW应尽可能小，而太小会极大延长校准时间。综合考虑，本发明在功率校准时RBW选取为10kHz；在频率校准时RBW选取为100Hz。

REF参考电平选取主要依赖于信号分析单元接收信号的功率，REF太大，会导致测量幅度精度应分析单元线性度而下降，REF太小，会应输入分析单元信号过大而失真，获取虚假功率信号。信号分析单元接收信号的功率获取可通过给定信号发生单元的信号功率，加上被校准系统的增益。但这种方式会依赖于被校准系统，当被校准系统更换时，被校准系统的增益会发生变，REF参数设定程序就要相应更改。为提高系统灵活性，本发明采用REF自动设定方法，灵活适应不同系统，首先设定REF为30dBm，测量信号功率值，若信号功率-20dBm，则重新设定REF为-20dBm，重新测量信号功率，这样通过REF自动重新设定，极大提供系统适应性，保证功率测量精度。

本发明采用rf_pow_get_level_dbm对信号放生器进行控制。

(6)校准数据生成单元

用于把校准数据与特征参量进行比对，生成校准结果，并将校准结果存储到相应的校准文件中，校准结果以文件形式进行存储，方便进行数据分析、比较及校准正确性进行判断。本发明通过m_file_data_dwrite驱动函数把校准结果写入相应文件中。校准输出文件为：pow_net_gain.rev功率校准数据文件；mf_freq.rev频率校准数据文件；temper.rev温度校准文件。

(7)校准控制单元

用于按所需校准参数控制信号发生单元和信号分析单元及校准数据生成等单元，完成所需校准参数的自动校准。本发明采用m_rf_revise_file_generate完成校准控制。根据输入参数type自动读取相应校准输入文件fre_rev_fre.rev，获取相应校准频率、功率，然后控制信号发生单元产生相应频率功率信号；然后通过信号分析单元获取信号频率、功率信号，与输入频率、功率计算校准数据；最后把校准数据写入相应的校准文件。

(8)多卡管理单元

用于校准卡数据指针管理，使指针指向对应校准数据结构，这部分是本发明的重点，卡号识别单元读取每块卡所在的槽号，通过m_rf_revise_get_pc函数转换转成对应的数组结构m_rev_par指针，该结构中存放校准数据文件目录、校准频率数组指针、校准频率数组长度、校准频率数组指针、校准频率数组长度、校准温度指针、校准温度数组长度、全局功率频率校准信息数组等全部校准信息。

m_rev_par类型数组结构共申请17个数组结构rf_rev_par，对于18槽机箱，足够使用，零槽不需要校准。通过卡号识别自动使用对应卡号的数组结构，映射关系为卡号减去2，比如2号卡，则使用rf_rev_par[0],3号卡，则使用rf_rev_par[1]，通过这种映射，多个相同种类模块，使用各自的数组结构，公用一个DLL校准程序。

(9)校准初始化单元

用于校准数据标志设置、各单元设置、校准文件更新等工作。

校准数据标志指示正常工作和校准切换标志，正常工作时，校准功能是禁用的，校准数据为正常的功率频率补偿，这时校准数据标志复位；校准工作时，校准使能，产生校准数据文件，校准数据标志置位。

各单元设置完成频率、功率、温度等校准数组初始化、校准数据个数初始化、校准文件目录识别等工作，其中校准文件目录是根据模块卡号来确定，它是保证多个相同种类模块公用一个DLL校准程序的基础。校准文件目录结构是rev_模块代号#卡号，本发明校准的模块为AMC5814基带信号源模块，如2号卡，对应目录为rev_5814#02，3号卡，对应目录为rev_5814#03。

校准文件更新是上位机根据底层硬件情况决定是否自动更新校准文件。首先上位机读取FLASH中对应mode_inf.txt文件信息；然后将它与该卡所对应的文件目录下校准文件mode_inf.txt进行对比，比如AMC5814插入第3个槽，那么对应目录为rev_5814#03，如果rev_5814#03目录下的校准文件mode_inf.txt和FLASH中mode_inf.txt信息一样，说明上位机中rev_5814#03目录中文件有效，不需要进行更新，否则需要更新；最后根据更新指示完成是否更新操作，如果更新则把FLASH中内容全部读入到rev_5814#03目录下，rev_5814#03目录下原来的校准文件将被覆盖。FLASH读取操作会占用很长时间，所以这种智能选择是否更新操作，可以节约大量的时间，只有更换模块，才会进行一次更新操作。校准数据根据卡号识别信息更新上位机文件，提高系统灵活性，较少不必要的校准数据回读时间。

初始化由底层函数Rf_revise_ini完成。

多卡校准过程示意图校准过程如图3所示，校准之前将多个被校准模块安装在上位机对应的卡槽内，在每个校准模块中内设可读写的FLASH，并在各个被校准模块的FLASH中写入对应的校准数据；预热校准设备约3个小时，然后按步骤如下：

步骤1、用户指定需要校准的模块所在槽号，将该被校准模块与对应的校准设备连接在一起；

步骤2、卡号识别单元找到用户指定的被校准模块槽号，并将该槽号送给多卡管理单元；

步骤3、多卡管理单元根据从卡号识别单元接收的槽号找到该被校准模块所对应的数组结构指针，传送给校准初始化单元；

步骤4、校准初始化单元根据接收到的数组结构指针，调用FLASH读取单元从对应的被校准模块的FLASH中将校准数据读取出来，并存储到所述数组结构指针所指向的内存中，并送校准控制单元；

步骤5、校准控制单元按照FLASH读取单元读取的校准数据，调用信号发生单元驱动对应的被校准模块产生校准数据对应的信号；

步骤6、校准控制单元调用信号分析单元采集步骤5中被校准模块产生的信号，并提取信号的特征参量后送入校准数据生成单元；

步骤7、校准控制单元调用校准数据生成单元，将步骤4中FLASH读取单元读取的校准数据与步骤6中的对应的特征参量进行比对，生成校准结果，并存储到所述数组结构指针所指向的内存中，之后送FLASH写入单元；

步骤8、所述FLASH写入单元把准控制单元生成的校准结果写入被校准模块对应的FLASH单元中；

步骤9、用户指定下一个校准模块槽号，重复以上步骤1-8，开始新的模块校准，以此类推，完成多卡校准。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多卡校准方法，其特征在于，将多个被校准模块安装在上位机对应的卡槽内，在每个校准模块中内设可读写的FLASH，并在各个被校准模块的FLASH中写入对应的校准数据；在所述上位机中设置校准系统，并划分为以下功能单元：卡号识别单元、FLASH写入单元、FLASH读取单元、信号发生单元、信号分析单元、校准数据生成单元、校准控制单元、校准初始化单元及多卡管理单元；上位机内存中设置校准文件，在该校准文件中建立各个被校准模块对应的数组结构，用于存储校准数据；

在实施所述校准方法之前，对所有的被校准模块和校准设备进行预热，然后执行如下步骤：

步骤1、用户指定被校准模块所在槽号，将该被校准模块与对应的校准设备连接在一起；

步骤2、卡号识别单元找到被校准模块槽号，并将该槽号送给多卡管理单元；

步骤3、多卡管理单元根据从卡号识别单元接收的槽号找到该被校准模块所对应的数组结构指针，传送给校准初始化单元；

步骤4、校准初始化单元根据接收到的数组结构指针，调用FLASH读取单元从对应的被校准模块的FLASH中将校准数据读取出来，并存储到所述数组结构指针所指向的内存中，并送校准控制单元；

步骤5、校准控制单元按照FLASH读取单元读取的校准数据，调用信号发生单元驱动对应的被校准模块产生校准数据对应的信号；

步骤6、校准控制单元调用信号分析单元采集步骤5中被校准模块产生的信号，并提取信号的特征参量后送入校准数据生成单元；

步骤7、校准控制单元调用校准数据生成单元，将步骤4中FLASH读取单元读取的校准数据与步骤6中的对应的特征参量进行比对，生成校准结果，并存储到所述数组结构指针所指向的内存中，之后送FLASH写入单元；

步骤8、所述FLASH写入单元把校准控制单元生成的校准结果写入被校准模块对应的FLASH单元中；

步骤9、用户指定下一个被校准模块槽号，重复以上步骤1-8，开始新的模块校准，以此类推，完成多卡校准。

2.如权利要求1所述的一种多卡校准方法，其特征在于，所述FLASH采用AT24C512芯片。

3.如权利要求1所述的一种多卡校准方法，其特征在于，所述FLASH采用ASC码形式的文件进行存储。

4.如权利要求1所述的一种多卡校准方法，其特征在于，所述被校准模块通过PXIe总线、VXI总线或者PXI总线与所述上位机相连。