１　引言

　　計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)的發(fā)展和傳統(tǒng)測試測量儀器系統(tǒng)暴露出來的不足，使得基于計(jì)算機(jī)的虛擬儀器設(shè)備越來越成為測試測量儀器的主導(dǎo)。虛擬儀器系統(tǒng)以其平臺(tái)通用性、可擴(kuò)充、易升級(jí)和高度的智能性獲得了廣泛的工業(yè)應(yīng)用。在ＰＣ和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中插入基于ＰＣ總線（ＩＳＡ，ＰＣＩ）的數(shù)采板卡構(gòu)成硬件系統(tǒng)，編寫Ｗｉｎｄｏｗｓ系統(tǒng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)程序和軟面板實(shí)現(xiàn)軟件功能，成為業(yè)界的主要解決方案。

　　但是在野戰(zhàn)和惡劣環(huán)境下測試任務(wù)的實(shí)踐過程中，我們發(fā)現(xiàn)基于ＰＣ或工控機(jī)的虛擬儀器暴露出很多問題，如：體積大，不便于攜行；插卡式結(jié)構(gòu)，接觸易松動(dòng)、不緊固；以機(jī)械硬盤為主要存儲(chǔ)介質(zhì)，抗震性能差等等。

　　以３２位嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)為特征的嵌入式計(jì)算平臺(tái)使計(jì)算進(jìn)入了后ＰＣ時(shí)代。嵌入式系統(tǒng)的小體積、高可靠能夠滿足實(shí)現(xiàn)野戰(zhàn)和惡劣環(huán)境下的便攜虛擬儀器的需要?；谇度胧接?jì)算平臺(tái)，設(shè)計(jì)虛擬儀器系統(tǒng)成為構(gòu)建測試系統(tǒng)的新思路。

　　通過構(gòu)建基于ＰＣ１０４總線嵌入式計(jì)算平臺(tái)，加入儀器卡及其功能程序，我們實(shí)現(xiàn)了針對(duì)雷達(dá)電子裝備的多種測試儀器。構(gòu)建基于嵌入式系統(tǒng)的虛擬儀器需要解決的技術(shù)問題集中在系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)建、接口和驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)以及軟面板設(shè)計(jì)等方面。

　　２　　硬件系統(tǒng)組成

　　硬件系統(tǒng)包括嵌入式主板、儀器功能板、Ｆｌａｓｈ存儲(chǔ)介質(zhì)（ＤＯＣ或ＣＦ卡）、液晶顯示屏、觸摸屏和信號(hào)接口等。如圖１所示。其中液晶顯示屏、觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，信號(hào)接口用于耦合測試信號(hào)、嵌入式主板作為控制和計(jì)算單元，儀器功能板實(shí)現(xiàn)具體儀器的功能。

　　部件按疊放的順序依次為觸摸屏、液晶顯示屏、ＰＣ１０４主板、示波器卡、萬用表卡功能板卡和嵌入式主板之間通過ＰＣ１０４總線以疊棧的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣的互連。采用這種方式有如下好處：

　?。保姎饨佑|高度緊密。電路板之間通過多排插針深入連接，比ＩＳＡ和ＰＣＩ的插槽連接要緊密得多。

　　２．機(jī)械結(jié)構(gòu)牢固。電路板之間用四個(gè)螺柱緊緊相連，使得板卡之間的機(jī)械連接非常牢固，不會(huì)存在晃動(dòng)現(xiàn)象。

　　３．ＰＣ１０４插針的電氣特性與ＩＳＡ完全兼容，ＰＣ１０４Ｐｌｕｓ插針的電氣特性與ＰＣＩ完全兼容，使得基于ＩＳＡ或ＰＣＩ總線設(shè)計(jì)的功能板卡可以從電原理上重用，有利于系統(tǒng)改造過程的平穩(wěn)過渡。

　　擯棄硬盤而采用ＤＯＣ或ＣＦ卡作為外存儲(chǔ)介質(zhì)也能大大提高系統(tǒng)抗震動(dòng)和沖擊能力。

　　采用如上所述的硬件系統(tǒng)能為小型、可靠的虛擬儀器系統(tǒng)提供硬件保障，但由此帶來的系統(tǒng)存儲(chǔ)容量小和資源受限等問題為軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了困難。必須采用嵌入式操作系統(tǒng)，軟件編程必須考慮體積小，效率高。

　?。场≤浖到y(tǒng)設(shè)計(jì)

　　我們采用嵌入式Ｌｉｎｕｘ作為操作系統(tǒng)，在ｌｉｎｕｘ平臺(tái)下編寫儀器的驅(qū)動(dòng)程序。

　　利用ＴｉｎｙＸ和ＧＴＫ＋作為圖形界面解決方案實(shí)現(xiàn)儀器軟面板。

　　３．１．嵌入式ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)

　　采用開源的ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)，并通過編譯選項(xiàng)裁減不需要的功能模塊，得到大小為５００Ｋ左右的內(nèi)核模塊。用ｂｕｓｙｂｏｘ取代ｓｈｅｌｌ，在系統(tǒng)中加入ｇｌｉｂｃ．ｏ等庫構(gòu)建一個(gè)４Ｍ的Ｌｉｎｕｘ運(yùn)行系統(tǒng)。關(guān)于嵌入式Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)的構(gòu)建文獻(xiàn)【１】有詳細(xì)的介紹和指導(dǎo)。

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