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多业务综合测试仪的设计与实现

2/14/2005
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多业务综合测试仪的设计与实现(吕晶 张会杰 周顺海 薛东 王卫平) 摘 要 利用计算机平台开发产品已成为一种趋势,本文介绍了一种利用计算机平台开发 的多业务综合测试仪,该测试仪由一块PC机ISA插卡或外置式便携机箱和测试软件组成。 关键词 计算机 多业务 综合测试仪 1 前言 随着计算机技术的发展,计算机的功能越来越强大,我们可以利用计算机平台做许 多的工作。多业务综合测试仪就是利用计算机平台的强大功能开发的能对多种业务的接 口和协议等进行测试的一种综合性仪表。 该测试仪由一块PC机ISA插卡或外置式便携机箱和测试软件组成。ISA插卡可直接插 入PC机ISA总线上工作;而外置式便携机箱通过通用串行接口,与PC机相连,即可成为 便携式测试仪。 2 主要功能及特点 (l)网络控制监视:可监视卫星地球站的人网与退网过程,监视话音业务的呼叫申 请、信道分配、密钥下载、导通测试等接续全过程。 (2)自动检测接口状态:可以对地球站设备接口单元电话口的馈电、拨号音,数据 口各信号线上的状态进行自动监视,以方便设备的调试与维护。 (3)多业务终端:可实现电话机、传真机和智能数据终端三种终端的全部功能。模 拟电话进行自动摘挂机,可选DP和DTMF拨号方式;按T.4和T.30建议实现传真机发送和接 收报文的过程,并提供标准的报文模板供接收测试;作为智能数据终端和电传报终端, 发送、接收和显示数据,按终端接口协议自动拨号、传输数据等。 (4)多业务接口:相当于地球站设备的接口单元,通过同步数据接口,直接与信道 调制解调器相连(与专用测试端口相连),完成除话音编译码和加解密以外的接口单元 所有功能。 (5)多业务信令和协议测试:作为多业务终端,可以测试设备接口的电话用户线接 口信令,三类传真机的T.30建议和T.4建议,异步数据接口和传输协议;作为多业务接口 ,可测试信道上话音业务的接续协议。传真业务控制协议、数据业务的HDLC控制协议和 大数判决法则以及网控中心各种广播帧信息。 (6)数据规程与协议分析:可以对同步数据的规程和协议进行动态监视和分析,详 细显示数据帧内容,大容量数据帧存储,固定格式数据帧的捕获。 (7)呼通率和导通率指标测试:可以测试系统电话业务的呼通率和导通率指标。 (8)误码率和误帧测试:可以测试连续误码率和突发误码率以及突发帧的丢帧、误 帧、错帧等指标。 3 硬件设计 测试仪的硬件设计部分采用了目前最新的专用集成电路,以确保测试仪在硬件上有 足够升级空间和稳定的性能。内置式测试仪的硬件是由一块四层印制扳的ISA插卡构成, 它需依托台式PC机平台的主板和电源;外置式测试仪的硬件由单块印制板电路、电源模 块和小型机箱组成,它可以方便地与各种PC机和便携机组合,完成各项测试功能。 (1)电话接口和传真处理电路 电话接口电路由二四线转换电路、铃流检测电路、信号音检测电路、模拟摘机电路、 拨号电路和馈电检测电路等组成。专用芯片MT88524实现二四线转换,以保证话口的特性 。传真业务处理采用ROCKWELL公司的专用芯片R96DFX,完成T.30和T.4协议处理、信号音 检测、DTMF接叫等功能。 (2)数据接口和处理电路 数据接口电路包括电平转换电路,异步数据收发电路,同步数据收发电路,串并数 据转换电路等组成。其中由专用芯片Z85C30(外置式测试仪)和INTEL8274(插卡式测试 仪)完成数据按各种协议的收发和处理。 (3)误码测试电路 误码测试电路属于同步数据收发电路的一部分,它是用FPGA电路XC3030A专门设计, 由串并转换电路、时钟控制电路、收发通道选择电路等单元组成。 (4)控制电路设计 控制电路包括一个高速CPU(MT89C51)及其外围电路,完成各硬件的初始配置、测 试仪自检、测试项目的操作过程处理、测试数据采集、测试数据传送等功能。 (5)通信接口电路 通信接口电路完成测试仪与测试平台的数据交互,内置插卡式的测试仪与测试平台 的数据交互通过双口RAMCYC7142来实现,外置式的测试仪与测试平台的数据交互通过异 步串行口来实现。 4 软件设计 (1)底层软件设计 测试仪的底层软件采用MCS-51汇编语言编制,主要完成与计算机平台之间的命令及 响应交互和数据交换。底层软件结构采用模块式结构,由主模块完成对各子模块的调用 ,子模块又以各种子程序和中断服务程序为基础,来完成底层功能的实现。 主模块主要完成与计算机平台之间的命令和响应交互。采用查询命令标识方式来对 计算机平台是否有命令下达或底层是否有内容向计算机平台汇报进行判断。在有命令下 达时,根据不同的命令分别进入不同的子模块,调用相应的子程序,由子程序和中断服 务程序来完成具体的任务,对部件进行操作。在完成任务后,向计算机平台响应,表明 底层可以接受其他的任务(命令)了。在没有对计算机平台响应之前,拒绝平台的其他 任务(命令)。在底层有内容需要向平台汇报时,首先查证平台对前一次的汇报是否接 受,如果已接受则向平台汇报,如果前一次的汇报没接受,则等平台接受后再汇报。 子模块主要完成各种任务的初始化和对硬件的选择和模式构造,对各子程序和中断 的管理和对存储器的管理。 各种子程序和中断服务程序主要完成对具体部件的控制和数据的收发管理,以及通 知主模块底层有内容需要向平台汇报。 (2)高层软件设计 测试仪的高层软件采用图形化界面,易于操作,人机交互良好。高层软件采用 VC +十语言编制,它完成与底层硬件之间的交互和数据交换,实现对底层硬件的控制,同 时根据从底层获得的反馈信息,实时显示测试结果,并可以形成文本文件保存测试结果。 高层软件由不同的模块组成,每个模块完成不同的测试任务。每个模块利用定时器 驱动命令的发送,定时查询底层汇报的数据。 各个测试模块的软件结构采用单线程流式结构,测试工作靠一个定时器来提供动力 ,平台和硬件交换数据,完成测试任务。 5 结束语 利用计算机平台的强大功能来开发产品已经成为一种趋势。我们开发的多业务综合 测试仪,在国内首次综合了多种业务接口和协议的测试功能,是一种集多种进口高档仪 表功能于一体的高性能的智能仪表。本测试仪已通过鉴定,并小批量生产。 摘自《电信科学》