CN107992025A - 一种测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测试系统，包括接口模块，用于与被测设备进行连接，并与所述被测设备传输数据信息；功能模块，用于将所述接口模块传输的数据信息转换并调制为同一格式的中间数据信息；实时控制器模块，用于接收所述中间数据信息，并对所述功能模块进行控制；FPGA模块，所述实时控制器模块通过所述FPGA模块接收中间数据信息，并且所述实时控制器模块通过所述FPGA模块对所述功能模块进行控制。本发明的测试系统，改变了现有技术中测控系统与被测设备的专机专用模式，具有较强的适用性。

Description

一种测试系统

技术领域

本发明涉及测量与控制系统技术领域，尤其涉及一种测试系统。

背景技术

在当前测量与控制技术领域，所设计的测量与控制系统，大多针对性较强，属于在被测或者被检验设备的设计基础上，量身定做、深度定制的软硬件设备。其紧密结合被测对象的软硬件需求，配合定制的硬件以及软件，来实现测控的目的。现有测控系统的研制调试步骤如下：首先依据设计方案提出测试需求，依据被测对象的特性、接口、逻辑等制定测试需求，然后选用与被测对象相匹配的接口进行设备外围的设计，依据与被测对象相适应的硬件需求进行硬件选型，依据与被测对象相适应的软件需求进行软件定型，然后着手进行设备硬件研发，期间与测试需求进行逐步迭代，在硬件研发的同时进行软件研发，最后对软硬件进行联合调试验收。但这种测控系统存在以下缺陷：

(1)由于针对性较强，后期改进升级难度较大。

(2)测控系统与被测设备之间建立的是专机专用的模式，在被测设备作了更改或淘汰后，控制设备的适用性变的较差。

(3)开发、研制周期较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用性强的测试系统。

为实现上述目的，本发明提供一种测试系统，所述系统包括：接口模块，用于与被测设备进行连接，并与所述被测设备传输数据信息；功能模块，用于将所述接口模块传输的数据信息转换并调制为同一格式的中间数据信息；实时控制器模块，用于接收所述中间数据信息，并对所述功能模块进行控制；FPGA模块，所述实时控制器模块通过所述FPGA模块接收中间数据信息，并且所述实时控制器通过所述FPGA模块对所述功能模块进行控制。

根据本发明的一个方面，所述FPGA模块包括模块配置逻辑、数据读取逻辑、数据输出逻辑、数据滤波处理逻辑。

根据本发明的一个方面，所述实时控制器模块通过所述FPGA模块接收中间数据信息，其中，所述FPGA模块通过所述数据滤波处理逻辑对所述中间数据信息进行滤波编码后传输至所述实时控制器模块。

根据本发明的一个方面，所述实时控制器模块通过所述FPGA模块对所述功能模块进行控制，其中所述实时控制器模块向所述FPGA模块发空控制数据信息，所述FPGA模块通过所述模块配置逻辑对所述控制数据信息进行分解后下发至所述功能模块。

根据本发明的一个方面，所述功能模块包括数字I/O子模块、模拟输入子模块、模拟输出子模块和通信子模块；所述数字I/O子模块、所述模拟输入字模块、所述模拟输出子模块和所述通信子模块分别可插拔的与所述FPGA模块和接口模块连接。

根据本发明的一个方面，所述数字I/O子模块、所述模拟输入子模块、所述模拟输出子模块和所述通信子模块分别设置有信号调理电路、数模转换电路和隔离电路。

根据本发明的一个方面，所述测试系统还包括上位机，用于与所述实时控制器模块进行数据传输，并对所述实时控制器模块进行控制。

根据本发明的一个方面，所述实时控制器模块设置有监控接口；所述上位机通过所述监控接口与所述实时控制器模块进行数据传输和控制。

根据本发明的一个方面，所述实时控制器模块为嵌入式实时控制器模块。

根据本发明的一个方面，所述上位机与所述实时控制器模块基于TCP/IP协议进行数据传输；所述实时控制器模块与所述FPGA模块通过总线连接。

根据本发明的一个方案，由于采用嵌入式设计，整个系统具备低功耗的优点，而配合FPGA更能够使系统具备高速并行的运算处理能力，大大提高了数据传输与处理能力。另外，根据本发明的测试系统，采用模块化的设计，可将各种类型的数据信息转换为中间数据信息进行处理，使得本发明的测试系统在各种测试环境下均具有良好的性能，规避了现有技术中测试系统只能专机专用的使用限制，适用性较强。此外，相对于现有技术中测试系统针对被测设备进行专门设计而言，根据本发明的测试系统，分解组件少、体积小、重量轻，，在保证稳定性的前提下，提高了便携性。

根据本发明的一个方案，通过功能模块将接口模块传输的数据信息进行转换并调制，使传输的数据信息以同一格式的中间数据信息进行传输，保证了FPGA模块能够对中间数据信息进行快速处理，提高了本发明的测试系统的数据信息的传输效率。FPGA模块能够直接通过中间数据信息进行滤波编码处理，对于不同功能模块与FPGA模块相连接时，都能保证FPGA模块的高效率运行，提高了本发明的测试设备的通用性和扩展性，可以直接通过更换不同的功能模块就可快速实现对被测设备的测试，避免了功能模块与FPGA模块之间数据信息格式不统一导致测试系统无法工作的弊端。

根据本发明的一个方案，采用多种通用模块实现灵活的组合，模块之间使用总线进行通信，并且功能模块与FPGA模块之间为可拔插的连接，便于拆卸和更换，在软硬件模块设计时，方便裁剪和定制修改。

根据本发明的一个方案，根据本发明的功能模块包括数字I/O子模块、模拟输入子模块、模拟输出子模块和通信子模块，使得本发明的测试系统具有多种功能，首先具有数据采集功能和信号调理功能，可测量电压信号、数字时序信号等，并且具备一定的输出功能，能够作为激励或参考信号等，还具备通信功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实时例或现有技术中的技术方案，下面将对实时例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实时例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是示意性表示根据本发明的测试系统的组成图；

图2是示意性表示根据本发明一种实时方式的测试系统的具体组成图；

图3是示意性表示根据本发明的测试系统的工作流程图。

具体实时方式

此说明性实时方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实时例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

此处实时例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实时方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实时方式。本发明的范围由权利要求书所界定。

图1是示意性表示根据本发明的测试系统的组成图。如图1所示，根据本发明的测试系统包括接口模块1、功能模块2、实时控制器模块3和FPGA模块4。其中，接口模块1可根据被测对象的不同进行针对性的设计，接口模块1与被测设备进行连接，用于与被测设备传输数据信息。功能模块2用于将接口模块1传输的数据进行转换，并调理为同一格式的中间数据信息。实时控制器模块3可通过FPGA模块4接收来自功能模块2的中间数据信息进行数据处理，并且实时控制器模块3还可以通过FPGA模块4对功能模块2进行控制。即根据本发明的测试系统，能够满足测试数据信息依次沿着接口模块1、功能模块2、FPGA模块4、实时控制器模块3进行传递，同时还可以满足控制数据信息依次沿着实时控制器模块3、FPGA模块4、功能模块2、接口模块1进行传递。

图2是示意性表示根据本发明一种实时方式的测试系统的具体组成图。图3是示意性表示根据本发明的测试系统的工作流程图。结合图2、图3所示，根据本发明的测试系统还包括上位机5，上位机5与实时控制器模块3之间可进行数据传输，并且上位机5可以对实时控制器模块3进行控制。根据本发明的测试系统的工作流程如下：S1，通过接口模块1获取被测设备的数据信息；S2，通过功能模块2对获取到的数据信息进行格式转换形成中间数据信息；S3，通过FPGA模块4对中间数据信息进行预处理，完成滤波编码后传输至实时控制器模块3；S4，实时控制器模块3接收到经过预处理的中间数据信息进行数据处理并将处理后的数据信息传递至上位机5，上位机5对数据信息进行分析同时快速生成数据报表。当然，如图2所示，在根据本发明的测试系统中，上位机5中的控制数据信息也可沿着实时控制器模块3、FPGA模块4、功能模块2、接口模块1的方向进行传递，在此不做赘述。

具体地，在本实施方式中，根据本发明的FPGA模块4包括模块配置逻辑、数据读取逻辑、数据输出逻辑和数据滤波处理逻辑，实时控制器模块3为嵌入式实时控制器模块，FPGA模块4与实时控制器模块3通过总线进行连接。在实时控制器模块3接收中间数据信息进行数据处理之前，需要经由FPGA模块4对中间数据信息进行预处理，去除噪声，完成滤波编码后再将中间数据信息通过总线传递到实时控制器模块3。

另一方面，实时控制器模块3对功能模块2进行控制时，实时控制器模块3将会通过总线向FPGA模块4发送控制数据信息，然后FPGA模块4经由模块配置逻辑对控制数据信息进行分解，再下发至功能模块2。

继续参照图2，如图2所示，根据本发明的功能模块2包括数字I/O子模块21、模拟输入子模块22、模拟输出子模块23和通信子模块24。在本实施方式中，数字I/O子模块21、模拟输入子模块22、模拟输出子模块23和通信子模块24均设置有信号调理电路、数模转换电路和隔离电路，其中信号调理电路和数模转换电路用于对接收到的数据信息进行转换，将数据信息转换为易处理的数字信号，隔离电路用于将外围信号和内部信号进行隔离，避免其他信号对于转换后的信号造成干扰。在本实方式中，FPGA模块4分别与数字I/O子模块21、模拟输入子模块22、模拟输出子模块23、通信子模块24可拔插的连接，如此设置在保证稳定性的前提性，便于拆卸和更换，在软硬件模块设计时，方便裁剪和定制修改。

在本实施方式中，嵌入式实时控制器模块3设置有监控接口，上位机5通过监视接口与嵌入式实时控制器模块3进行数据传输和控制。具体地，上位机5与嵌入式实时控制器模块3通过以太网连接，基于TCP/IP协议进行数据传输，当带宽达到100M时，上位机5可实现实时读取嵌入式实时控制器模块3中实时接收到的数据信息，也可以读取存储在实时控制器模块3的存储器中的数据，然后对数据进行分析并实时生成数据报表。

根据本发明的测试系统，实时控制器模块3采用嵌入式实时控制器模块，嵌入式实时控制器模块内置有主流微处理器和实时操作系统，系统进程调度可以完全按照优先级进行，具有系统确定性、可靠性高，循环周期抖动小的优点，并且内置有高速闪存用于数据存储，还可以通过USB接口、SD存储器模块或者网络硬盘等方式扩展数据存储容量。另外，FPGA模块能够提供大容量的可编程逻辑阵列、40MHz基准时钟，可满足复杂的高速并行处理需求。FPGA模块4可以以25ns时间分辨率执行定时、触发和自定义控制循环，实现高确定、高可靠性的硬件决策。

基于上述嵌入式实时控制器模块3和FPGA模块4的测试系统，具备高速并行的运算处理能力，大大提高了数据传输与处理能力。另外，根据本发明的测试系统，采用模块化的设计，可将各种类型的数据信息转换为中间数据信息进行处理，使得本发明的测试系统在各种测试环境下均具有良好的性能，规避了现有技术中测试系统只能专机专用的使用限制，适用性强。

此外，相对于现有技术中测试系统针对被测设备进行专门设计而言，根据本发明的测试系统，分解组件少、体积小、重量轻，，在保证稳定性的前提下，提高了便携性。

根据本发明的测试系统，采用多种通用模块实现灵活的组合，各模块之间使用总线进行通信，并且功能模块2与FPGA模块4之间为可拔插的连接，便于拆卸和更换，在软硬件模块设计时，方便裁剪和定制修改。

根据本发明的功能模块包括数字I/O子模块21、模拟输入子模块22、模拟输出子模块23和通信子模块24，使得本发明的测试系统具有多种功能，首先具有数据采集功能和信号调理功能，可测量电压信号、数字时序信号等，并且具备一定的输出功能，能够作为激励或参考信号等，还具备通信功能。

以上所述仅为本发明的较佳实时例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种测试系统，其特征在于，包括：

接口模块，用于与被测设备进行连接，并与所述被测设备传输数据信息；

功能模块，用于将所述接口模块传输的数据信息转换并调制为同一格式的中间数据信息；

实时控制器模块，用于接收所述中间数据信息，并对所述功能模块进行控制；

FPGA模块，所述实时控制器模块通过所述FPGA模块接收中间数据信息，并且所述实时控制器模块通过所述FPGA模块对所述功能模块进行控制。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述FPGA模块包括模块配置逻辑、数据读取逻辑、数据输出逻辑、数据滤波处理逻辑。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述实时控制器模块通过所述FPGA模块接收中间数据信息，其中，所述FPGA模块通过所述数据滤波处理逻辑对所述中间数据信息进行滤波编码后传输至所述实时控制器模块。

4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述实时控制器模块通过所述FPGA模块对所述功能模块进行控制，其中，所述实时控制器模块向所述FPGA模块发送控制数据信息，所述FPGA模块通过所述模块配置逻辑对所述控制数据信息进行分解后下发至所述功能模块。

5.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述功能模块包括数字I/O子模块、模拟输入子模块、模拟输出子模块和通信子模块；

所述数字I/O子模块、所述模拟输入子模块、所述模拟输出子模块和所述通信子模块分别可插拔的与所述FPGA模块和所述接口模块连接。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于，所述数字I/O子模块、所述模拟输入子模块、所述模拟输出子模块和所述通信子模块分别设置有信号调理电路、数模转换电路和隔离电路。

7.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，还包括：

上位机，与所述实时控制器模块进行数据传输，并对所述实时控制器模块进行控制。

8.根据权利要求7所述的测试系统，其特征在于，所述实时控制器模块设置有监控接口；

所述上位机通过所述监控接口与所述实时控制器模型进行数据传输和控制。

9.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述实时控制器模块为嵌入式实时控制器模块。

10.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述上位机与所述实时控制器模块基于TCP/IP协议进行数据传输；

所述实时控制器模块与所述FPGA模块通过总线连接。