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LXI数字多用表的设计

马瑞  
【摘要】:为了满足不断发展的测试系统需要,测控领域的工程师一直致力于研发高速、可靠、廉价的仪器总线技术。LXI总线以独特的方式将GPIB的优势和VXI的优势结合在一起,并且基于LAN的测试总线,适合于远程测量和控制,其使用的广泛性和低成本的特点使之成为现有仪器控制总线的一个极具竞争力的替代技术。LXI不仅可以提供机架和堆叠式仪器的嵌入式测量技术和PC标准I/O连接能力,还可以实现基于插卡式仪器的系统的模块化特点并减小其体积。对于航空/国防、汽车、工业、医疗和消费电子等领域,LXI紧凑灵活的封装、高速输入/输出和可靠的测量功能将有效地满足其相应的研发和制造工程师的应用需求。 本文的任务是设计一款具有六位半精度的数字多用表LXI模块。模块由ARM9处理器(AT91RM9200)、FPGA(EP2C5Q208C)和网络芯片(DM9161AE)等器件构成LXI接口硬件平台,在此硬件平台上,通过移植U-Boot和Linux内核来构建嵌入式Linux系统,通过移植Boa实现Web服务器功能及CGI动态网页控制功能;利用FPGA内部的IEEE1588 IP核实现了精密时间同步协议;利用ARM7(LPC2132)芯片实现对测量电路的控制。在物理结构上采用接口电路与测量电路分离模式,在控制上采用双CPU控制模式,既能实现接口电路的通用性,减小开发周期和成本,又避免了高速的数字电路对测量电路的干扰,实现高质量的测量结果。仪器在VISA资源库的基础上实现了IVI驱动程序及VXI-11网络仪器协议发现机制。 此LXI模块符合LXI1.1标准B等级,具有2U尺寸、支持多种触发方式、支持Auto-IP和手动IP配置、支持10/100M网络。具有测量直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、二线电阻、四线电阻的功能。


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