摘要：結(jié)合大型導(dǎo)彈檢測(cè)設(shè)備發(fā)展的現(xiàn)狀，指出了設(shè)計(jì)通用信號(hào)調(diào)理平臺(tái)的必要性，給出了應(yīng)用ISP技術(shù)實(shí)現(xiàn)的通用信號(hào)調(diào)理平臺(tái)的硬件框架，介紹了實(shí)現(xiàn)ISP器件邏輯功能的步驟，提出并解決了平臺(tái)通用性設(shè)計(jì)過程中的幾個(gè)關(guān)鍵問題。ISP技術(shù)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使通用信號(hào)調(diào)理平臺(tái)具有結(jié)構(gòu)緊湊、控制靈活、通用性和可擴(kuò)充性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：信號(hào)調(diào)理 在系統(tǒng)可編程 通用性 VXI總線 測(cè)試

信號(hào)調(diào)理平臺(tái)設(shè)計(jì)是構(gòu)建基于VXI總線的大型導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，也是其硬件實(shí)現(xiàn)的首要任務(wù)。當(dāng)前，大型導(dǎo)彈裝備型號(hào)的增加、規(guī)模的增大和復(fù)雜程度的增強(qiáng)，給測(cè)試設(shè)備信號(hào)調(diào)理平臺(tái)的設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。若針對(duì)不同型號(hào)的大型導(dǎo)彈裝備設(shè)計(jì)專用的信號(hào)調(diào)理平臺(tái)，工作量巨大，重復(fù)開發(fā)嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)價(jià)格低，不利于裝備通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的形成。在系統(tǒng)可編程（ISP即in-System Programmability）技術(shù)的出現(xiàn)代表著新一代PLD的發(fā)展方向，它提供了現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)重構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)用戶化的可能性，使遙控現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)和維護(hù)成為可能，用它來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)接模塊的程控單元非常合適。為此，本文基于ISP設(shè)計(jì)了大型導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)的通用信號(hào)調(diào)理平臺(tái)，滿足了不同型號(hào)導(dǎo)彈的測(cè)試需求。

1 ISP技術(shù)

可編程邏輯器件（Programmable Logic Device）誕生于20世紀(jì)70年代，是一種由用戶編程來(lái)實(shí)現(xiàn)某種特定功能的新型邏輯器件，自問世以來(lái)，經(jīng)歷了從PROM、PLA、PAL、GAL等低密度PLD到CPLD、FPLD等高密度PLD的發(fā)展過程。目前器件的集成度越來(lái)越高，功能不斷增強(qiáng)，邏輯門數(shù)已從5000門增加到200萬(wàn)門，有些甚至達(dá)到上千萬(wàn)門。1991年出現(xiàn)的ISP技術(shù)給PLD提供了新的發(fā)展空間，代表著新一代PLD技術(shù)發(fā)展的方向。它主要有以下特點(diǎn)：

（1）縮短了系統(tǒng)設(shè)計(jì)試制的周期，降低了試制成本；

（2）縮小了芯片的體積并簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程；

（3）方便了系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)；

（4）提高了系統(tǒng)的可測(cè)試性，增加了系統(tǒng)的可靠性。

ISP器件的開發(fā)不需要編程器，可直接通過電纜將邏輯功能代碼下載到器件中。VHDL語(yǔ)言作為主流的開發(fā)平臺(tái)已被IEEE制訂為IEEE1076.3標(biāo)準(zhǔn)，它用特定的語(yǔ)法對(duì)器件的邏輯功能進(jìn)行描述，給現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)重構(gòu)和功能用戶化提供了便捷的開發(fā)工具，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 信號(hào)調(diào)理平臺(tái)

信號(hào)調(diào)理平臺(tái)是連接后端大型導(dǎo)彈裝備被測(cè)對(duì)象和前端VXI模塊資源的中間環(huán)節(jié)，如圖1所示。它的功能主要包括以下兩點(diǎn)：第一，在被測(cè)對(duì)象方面，它實(shí)現(xiàn)被測(cè)信號(hào)在調(diào)理總線上的分配、轉(zhuǎn)接以及在調(diào)理模塊內(nèi)的放大、隔離、濾波等變換，給VXI測(cè)試資源提供干凈、穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)。第二，在VXI模塊資源方面，它負(fù)責(zé)將電源信號(hào)、激勵(lì)信號(hào)傳輸?shù)奖粶y(cè)對(duì)象，將測(cè)試信號(hào)與被測(cè)對(duì)象進(jìn)行連接、切換，并保持與VXI電氣規(guī)范最大限度的兼容。

3 信號(hào)調(diào)理平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件框架

信號(hào)調(diào)理平臺(tái)采用“適配器+信號(hào)調(diào)理總線+信號(hào)調(diào)理模塊”的結(jié)構(gòu)形式，如圖2所示。適配器匯總被測(cè)信號(hào)、測(cè)試信號(hào)和激勵(lì)信號(hào)，并把它們傳送到信號(hào)調(diào)理總線，通過在規(guī)范的與電氣無(wú)關(guān)的信號(hào)調(diào)理總線上插接即插即用的信號(hào)調(diào)理模塊，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的集成。

為提高信號(hào)調(diào)理平臺(tái)的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化程度，調(diào)理電路分為控制模塊、通用模塊、專用模塊和擴(kuò)展模塊，采用標(biāo)準(zhǔn)卡式結(jié)構(gòu)，通過96芯DIN連接器與信號(hào)調(diào)理總線構(gòu)成插拔結(jié)構(gòu)，并固定在嵌入式機(jī)箱中。各模塊之間的連接關(guān)系如圖3所示�？刂颇K接收來(lái)自工控機(jī)數(shù)字I/O卡的指令，對(duì)整個(gè)調(diào)理平臺(tái)實(shí)施程控管理；通用模塊主要對(duì)測(cè)試信號(hào)完成動(dòng)態(tài)分配和預(yù)處理，內(nèi)部電路包括模塊控制電路、信號(hào)分配電路、模擬信號(hào)處理電路、I/O信號(hào)處理電路等，結(jié)構(gòu)如圖4所示；專用模塊實(shí)現(xiàn)某些特殊功能，如通道自檢、測(cè)試某些被測(cè)對(duì)象時(shí)的特殊信號(hào)調(diào)理等；擴(kuò)展模塊用于系統(tǒng)的功能擴(kuò)展。

3.2 信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)計(jì)

3.2.1 ISP器件的選擇

通用信號(hào)調(diào)理平臺(tái)對(duì)ISP器件的規(guī)模沒有很高的要求，但要求其性能可靠、開發(fā)靈活、重構(gòu)能力強(qiáng)、通用性好。Lattice公司的ispLSI系列、Altera公司的7000S和9000系列、Xilinx公司的XC9500系列是較為常用的ISP器件，其中，Lattice公司是ISP的