引言

　　數(shù)字接口設(shè)備是實現(xiàn)標準422串行總線到自定義串行總線轉(zhuǎn)換的專用通信設(shè)備。數(shù)字接口測試系統(tǒng)根據(jù)數(shù)字接口設(shè)備的工作原理，輸出422串行數(shù)據(jù)和自定義串行總線的控制信號（YCK,YZM）給數(shù)字接口設(shè)備，并對其輸出的串行數(shù)據(jù)（YDATA）進行采集、存儲、分析和處理，從而達到對被測設(shè)備進行檢測的目的。本數(shù)字接口測試系統(tǒng)共提供了八個測試通道，每個通道的422串行總線和自定義串行總線的相關(guān)參數(shù)都可由測試人員通過應(yīng)用軟件進行設(shè)置。為方便對數(shù)據(jù)進行分析，同時在軟件上約定了發(fā)送的數(shù)據(jù)格式為：AA xx 01 23 45 67 89 AB CD EF 01 23… 10，其中幀頭為0xAA，幀尾為0x10，xx為發(fā)送計數(shù)器值，每發(fā)送一次依次加1。應(yīng)用軟件通過相應(yīng)的算法對自定義串行總線接收數(shù)據(jù)進行實時分析和處理，如：已經(jīng)接收的字節(jié)數(shù)，共接收了多少幀數(shù)據(jù)，共出錯有多少字節(jié)……并將結(jié)果在測試界面上動態(tài)顯示，測試人員可以根據(jù)這些實時的測試結(jié)果來判斷被測設(shè)備是否正常工作，一旦發(fā)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)誤碼率太高，即可馬上斷電停止測試，防止被測設(shè)備燒壞。

系統(tǒng)實現(xiàn)方案

　　數(shù)字接口測試系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。測試設(shè)備通過USB2.0總線與操作控制計算機進行連接，每臺測試設(shè)備提供了八個通道的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收單元，其中數(shù)據(jù)發(fā)送單元用于輸出422異步串行數(shù)據(jù)，其波特率最高可達614.4 kbps，幀長可根據(jù)測試要求進行調(diào)整，每幀數(shù)據(jù)最高循環(huán)發(fā)送幀周期為5ms；數(shù)據(jù)接收單元用于產(chǎn)生自定義串行總線的控制信號YZM和YCK，并從YDATA讀回數(shù)據(jù)，YCK和YZM最高分別可達1.6384MHz和25.6kHz。

　　由于測試過程中傳輸數(shù)據(jù)量大，且需要對采集回來的數(shù)據(jù)做實時分析，因此對數(shù)據(jù)的實時采集和分析采用多線程分別進行處理。應(yīng)用軟件中主界面線程主要負責(zé)完成人機界面操作，同時分別打開數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩個線程來同步協(xié)調(diào)工作，為保證數(shù)據(jù)采集和分析過程的連續(xù)和數(shù)據(jù)完整，兩個線程之間通過開辟高速內(nèi)存緩沖區(qū)和內(nèi)存映射文件的方式來實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)流的一、二級緩沖。其中一級緩沖區(qū)實現(xiàn)對USB總線上傳數(shù)據(jù)的緩存，用于實現(xiàn)接收的USB數(shù)據(jù)包按照各個通道進行數(shù)據(jù)分解；二級緩沖則按照通道號將分解輸出的數(shù)據(jù)分別進行暫存，用于數(shù)據(jù)分析線程實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析處理。整個方案中，數(shù)據(jù)包的上傳、存儲、數(shù)據(jù)分解、數(shù)據(jù)分析等操作均是在內(nèi)存中完成，速度快，正確率高，再加上采用新的線程同步方法，既保證了數(shù)據(jù)采集線程高速數(shù)據(jù)吞吐量、數(shù)據(jù)分析線程的快速響應(yīng)和實時分析，又保證了整個方案較高的性能和最低的系統(tǒng)開銷。數(shù)據(jù)緩存處理如圖2。