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摘要：本设计针对传统的话路指标测试装置存在的问题，采用先进的PXI总线、以太网总线、虚拟仪器、数据处理等先进技术，研制了可以受PXI总线控制、以太网总线控制、单台计算机控制三种方式灵活控制的话路指标测试装置，解决了目前单台话路测试设备体积大、界面不直观、校准难、测试数据难以二次利用等问题。
关键词：混合控制 话路指标 测试
话路指标测试装置广泛应用于模拟/数字交换机、多业务传输设备、综合调度设备、载波通信机、电台等设备的模拟用户测试，特别适合于研发、生产、检验、装车和维修。话路指标测试装置可测试“电平”、“ 频率特性”、“ 电平特性”、“ 量化失真”、“ 空闲噪声”、“ 路际串话”、“ 回波损耗”、“ 纵向转换损耗”、“ 纵向转换转移损耗”等九大参数。根据不同的被测设备，所能测试的参数有所不同。
一、传统的话路指标测试装置存在的问题分析
传统的话路指标测试装置主要包括主CPU模块、液晶屏/键盘、串口输出模块、音频信号产生模块、音频信号检测模块、电源模块、存储器和测试接口电路，结构组成如下图所示：
传统的话路指标测试装置在实际应用过程中，通过市场反映，主要存在以下缺陷：一是智能性差、系统集成难。由于传统话路指标测试装置大多采用台式仪器架构，不具备外部统一控制接口，难以形成大规模自动化测试系统。二是控制方式单一、设备升级和扩展性差。传统话路指标测试装置采用独立CPU控制，当仪器需要外部接口控制或增加测试功能时，大多需要增加或更换CPU和其他硬件电路。三是界面操作性差。传统话路指标测试装置显示界面采用小型液晶显示屏，输入采用键盘或触摸屏，显示界面小、可视度/美观度差，输入方式固定。四是测试结果不直观。传统话路指标测试装置通常只输出测试结果数据，很少采用图形化方式输出测试结果或直接对测试结果的正确性做出判断。五是测试结果的二次利用与数据分析差。传统话路指标测试装置将测试数据存储于自身存储器中，结果的输出通常采用文本或表格等固定格式，不利于测试结果的二次利用与数据的统计分析。六是仪器校准困难。传统话路指标测试装置通常将测试校准数据存储于自身存储器中，当仪器使用一定时间需要校准时，通常需要更新CPU程序。
二、硬件设计与实现
混合控制方式的话路指标测试装置包括ARM9模块、液晶屏/键盘接口、以太网接口、音频信号产生模块、音频信号检测模块、模拟滤波网络、接口阻抗电路、回波/平衡测试匹配电路、音频信号输入/输出接口、接口类型电路、FPGA、PXI总线接口、PCI协议转换芯片。ARM9模块主处理器型号为S3C2410A，SDRAM型号为MT48LC16M16A2、Nor Flash存储器型号为RC28F256P30B85、NAND Flash存储器型号为K9F1208U0B-PIBO、以太网控制器型号为AX88796B、以太网变压器型号为TRC2019NL，EL/STN/TFT显示屏接口最大分辨率可達1024×768、32bit数据总线、25位地址总线、3根片选信号，SPI总线最高速率可达25Mbps。ARM9模块主处理器与存储器、以太网控制器、外部FPGA之间通过EMC总线连接;主处理器与音频信号产生模块、音频信号检测模块连通过SPI总线接;主处理器与接口阻抗电路、回波/平衡测试匹配电路通过数字I/O接口连接。FPGA芯片型号为XC3SD3400A;PCI协议转换芯片型号为PCI9054;音频信号产生模块包含的主要芯片型号为AD9832、MAX514、MC33171;音频信号检测模块包含的芯片型号为AD536、MAX187、ADS7822、OPA2227;液晶屏/键盘接口采用YFC284-1.27×1.27.20ZSJ-2.5-1连接器;以太网接口采用CPCI或RJ45连接器，器件型号分别为354148、TRJE17208CNL;PXI总线接口采用CPCI连接器，器件型号354148、354142;音频信号输入/输出接口采用43202-6101连接器。混合控制方式的话路指标测试装置对外支持PXI总线、以太网总线、液晶屏/键盘三种方式控制;当为PXI总线控制时，可接收PXI控制器控制;当为以太网总线控制时，可接收计算机中的虚拟仪器界面控制;当为液晶屏/键盘控制时，可接收外部键盘指令控制，并将测试结果输出到液晶屏。
三、软件设计与实现
基于混合控制方式的话路指标测试装置软件采用vxworks嵌入式实时操作系统，开发语言为c语言，开发工具为Tornado2.2 for ARM+Vxworks。基于混合控制方式的话路指标测试装置软件系统功能逻辑框图包含控制方式管理模块、测试功能管理模块、测试数据管理模块、设备升级管理模块。控制方式管理模块又包含PXI总线控制接口、以太网总线控制接口、液晶屏/键盘控制接口;测试功能管理模块又包含外围电路控制与数据获取模块、FFT运算模块、频率分析模块、电平分析模块、失真度分析模块、加权算法模块;测试数据管理模块又包含测试数据修正模块、测试结果存储模块、仪器校准数据模块;设备升级管理模块又包含vxworks程序升级模块、FPGA程序升级模块、软硬件版本管理模块。ARM9模块的VxWorks系统统一进行协调管理，控制原则采用“先占先用”原则，各种控制方式之间采用互斥设计。PXI总线或以太网总线控制时采用上位机中的虚拟仪器界面进行控制;上位机虚拟仪器界面中，话路指标测试结果采用图形化输出方式;图形化输出方式中，每项指标都给出了相应的测试结果模板，各个测试点的测试结果与模板显示在同一视图中。测试结果模板根据对应的国际/国内标准要求，采用图像描点法绘制而成，结果模板包括CVSD（16K）编码模板、CVSD（32K）编码模板、PCM编码模板。当为上位机虚拟仪器界面控制时，测试结果将实时保存于数据库中，用户可顺利的将测试结果从数据库中取出并进行二次利用和数据分析，置实现了话路特性设备的小型化、智能化、多控制方式，解决了目前单台话路测试设备体积大、界面不直观、校准难、测试数据难以二次利用等问题。
关键词：混合控制 话路指标 测试
话路指标测试装置广泛应用于模拟/数字交换机、多业务传输设备、综合调度设备、载波通信机、电台等设备的模拟用户测试，特别适合于研发、生产、检验、装车和维修。话路指标测试装置可测试“电平”、“ 频率特性”、“ 电平特性”、“ 量化失真”、“ 空闲噪声”、“ 路际串话”、“ 回波损耗”、“ 纵向转换损耗”、“ 纵向转换转移损耗”等九大参数。根据不同的被测设备，所能测试的参数有所不同。
一、传统的话路指标测试装置存在的问题分析
传统的话路指标测试装置主要包括主CPU模块、液晶屏/键盘、串口输出模块、音频信号产生模块、音频信号检测模块、电源模块、存储器和测试接口电路，结构组成如下图所示：
传统的话路指标测试装置在实际应用过程中，通过市场反映，主要存在以下缺陷：一是智能性差、系统集成难。由于传统话路指标测试装置大多采用台式仪器架构，不具备外部统一控制接口，难以形成大规模自动化测试系统。二是控制方式单一、设备升级和扩展性差。传统话路指标测试装置采用独立CPU控制，当仪器需要外部接口控制或增加测试功能时，大多需要增加或更换CPU和其他硬件电路。三是界面操作性差。传统话路指标测试装置显示界面采用小型液晶显示屏，输入采用键盘或触摸屏，显示界面小、可视度/美观度差，输入方式固定。四是测试结果不直观。传统话路指标测试装置通常只输出测试结果数据，很少采用图形化方式输出测试结果或直接对测试结果的正确性做出判断。五是测试结果的二次利用与数据分析差。传统话路指标测试装置将测试数据存储于自身存储器中，结果的输出通常采用文本或表格等固定格式，不利于测试结果的二次利用与数据的统计分析。六是仪器校准困难。传统话路指标测试装置通常将测试校准数据存储于自身存储器中，当仪器使用一定时间需要校准时，通常需要更新CPU程序。
二、硬件设计与实现
混合控制方式的话路指标测试装置包括ARM9模块、液晶屏/键盘接口、以太网接口、音频信号产生模块、音频信号检测模块、模拟滤波网络、接口阻抗电路、回波/平衡测试匹配电路、音频信号输入/输出接口、接口类型电路、FPGA、PXI总线接口、PCI协议转换芯片。ARM9模块主处理器型号为S3C2410A，SDRAM型号为MT48LC16M16A2、Nor Flash存储器型号为RC28F256P30B85、NAND Flash存储器型号为K9F1208U0B-PIBO、以太网控制器型号为AX88796B、以太网变压器型号为TRC2019NL，EL/STN/TFT显示屏接口最大分辨率可達1024×768、32bit数据总线、25位地址总线、3根片选信号，SPI总线最高速率可达25Mbps。ARM9模块主处理器与存储器、以太网控制器、外部FPGA之间通过EMC总线连接;主处理器与音频信号产生模块、音频信号检测模块连通过SPI总线接;主处理器与接口阻抗电路、回波/平衡测试匹配电路通过数字I/O接口连接。FPGA芯片型号为XC3SD3400A;PCI协议转换芯片型号为PCI9054;音频信号产生模块包含的主要芯片型号为AD9832、MAX514、MC33171;音频信号检测模块包含的芯片型号为AD536、MAX187、ADS7822、OPA2227;液晶屏/键盘接口采用YFC284-1.27×1.27.20ZSJ-2.5-1连接器;以太网接口采用CPCI或RJ45连接器，器件型号分别为354148、TRJE17208CNL;PXI总线接口采用CPCI连接器，器件型号354148、354142;音频信号输入/输出接口采用43202-6101连接器。混合控制方式的话路指标测试装置对外支持PXI总线、以太网总线、液晶屏/键盘三种方式控制;当为PXI总线控制时，可接收PXI控制器控制;当为以太网总线控制时，可接收计算机中的虚拟仪器界面控制;当为液晶屏/键盘控制时，可接收外部键盘指令控制，并将测试结果输出到液晶屏。
三、软件设计与实现
基于混合控制方式的话路指标测试装置软件采用vxworks嵌入式实时操作系统，开发语言为c语言，开发工具为Tornado2.2 for ARM+Vxworks。基于混合控制方式的话路指标测试装置软件系统功能逻辑框图包含控制方式管理模块、测试功能管理模块、测试数据管理模块、设备升级管理模块。控制方式管理模块又包含PXI总线控制接口、以太网总线控制接口、液晶屏/键盘控制接口;测试功能管理模块又包含外围电路控制与数据获取模块、FFT运算模块、频率分析模块、电平分析模块、失真度分析模块、加权算法模块;测试数据管理模块又包含测试数据修正模块、测试结果存储模块、仪器校准数据模块;设备升级管理模块又包含vxworks程序升级模块、FPGA程序升级模块、软硬件版本管理模块。ARM9模块的VxWorks系统统一进行协调管理，控制原则采用“先占先用”原则，各种控制方式之间采用互斥设计。PXI总线或以太网总线控制时采用上位机中的虚拟仪器界面进行控制;上位机虚拟仪器界面中，话路指标测试结果采用图形化输出方式;图形化输出方式中，每项指标都给出了相应的测试结果模板，各个测试点的测试结果与模板显示在同一视图中。测试结果模板根据对应的国际/国内标准要求，采用图像描点法绘制而成，结果模板包括CVSD（16K）编码模板、CVSD（32K）编码模板、PCM编码模板。当为上位机虚拟仪器界面控制时，测试结果将实时保存于数据库中，用户可顺利的将测试结果从数据库中取出并进行二次利用和数据分析，置实现了话路特性设备的小型化、智能化、多控制方式，解决了目前单台话路测试设备体积大、界面不直观、校准难、测试数据难以二次利用等问题。