基于FPGA的在线测试系统软件设计

• 作 者: 袁卿卿
• 出 处: 湖南大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 在线测试 边界扫描 FPGA LabVIEW Kautz算法 USB

印制电路板的在线测试作为电路板生成过程中的一个重要环节,关系到整个电子产品的质量。本文深入研究了国内外在线测试系统现状,分析了国内外在线测试设备的优缺点,研究学习了市场上广泛应用的在线测试设备的工作原理和元件测试原理,在此基础上设计开发了一套基于FPGA的在线测试系统。本文主要介绍了四个方面的内容,一是在线测试系统的工作原理和元件测试原理及系统的硬件设计方案。在线测试系统硬件上采用PC机+双级FPGA架构,利用PC机的轻巧灵活和FPGA的速度快、功耗低、通用性强等特点使测试系统具有更强的市场竞争力。二是在线测试系统上位机软件设计及算法的研究。系统以LabVIEW2011为开发平台对上位机软件进行了详细的设计,具体到每个功能模块,包括权限设置功能模块、自学习功能模块、自诊断功能模块、元件测试功能模块、辅助测试功能模块的实现;系统在开短路学习和开短测试中应用Kautz算法,极大的提高了开短路学习和开短路测试的速度。三是USB接口模块的设计。系统采用了 USB通信方式来完成上位机和下位机的数据交换,选用了 Cypress公司的高集成、低功耗USB2.0微控制器CY7C68013A,针对USB通信模块编写了CY7C68013A芯片的固件程序、驱动程序、.inf文件,并设计了上位机和下位机通信的帧格式。四是下位机软件设计。下位机主要包括主控板、开关板、交流板、直流板四部分,每个部分都有一块Altera公司的FPGA作为控制器,使用Verilog HDL描述语言对其编程,可以使其完成控制器的工作,由于主控板要频繁的进行数据交换,所以在主控板的FPGA中设计了可编程片上系统(SOPC),使用硬件描述语言和嵌入式C语言共同完成主控板的软件设计。本项目所研究的在线测试系统可以完成对PCB板的快速测试,符合项目要求。