IEEE488.2与SCPI：自动测试系统标准化的关键进展

本课题旨在探讨"图像工程（第2版）"中图像理解部分关于自动测试系统发展的背景和意义，特别是针对程控仪器和通信协议标准化的重要性。自20世纪50年代起，随着计算机技术的发展，自动测试系统从手动操作转向计算机控制的自动化测试，这对程控仪器的硬件和软件接口提出了新的要求。 硬件层面，早期的专用接口逐渐被标准化接口取代，如RS232、GPIB、PXI和VXI等总线，这些开放标准促进了仪器之间的互联互通。然而，早期这些接口在数据结构和通信协议上并未完全统一，导致系统设计者在编写程序时需要了解每个设备的具体规格和制造商的特定协议，增加了复杂性，限制了系统的广泛应用。 1987年发布的IEEE 488.2标准，即程控仪器消息交换协议，对这些问题进行了重大改进。它规定了仪器间的标准代码、数据格式、通信协议和公用命令，极大地提高了软件控制的标准化程度。然而，尽管IEEE 488.2解决了数据结构问题，但它仍保留了一些由设计者自由定义的器件语义。 为解决这一问题，1990年国际上九家仪器公司提出了SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments），即程控仪器标准命令。SCPI的目标在于统一程控仪器的数据和命令，减少程序开发时间，保护硬件和软件投资，并提供广泛的兼容性，有利于自动测试系统的广泛推广和使用。 SCPI解析模块在本课题中扮演关键角色。当仪器接收到SCPI消息时，它需要解析复杂的ASCII码字符串，将其转化为简单的二进制代码，从而简化语法分析过程，提升程控执行效率。这种解析模块设计对于实验室自制仪器尤其有用，因为它允许仪器以标准化的语言接收指令，同时加快远程控制的响应速度，不会干扰仪器的基本设计和操作。 在本研究中，RS232和GPIB接口被重点研究，因为它们是常见的仪器通信方式。设计中，独立的仪器接口板使用单独的微处理器，通过简单地在两个微处理器之间进行通信来实现与仪器的连接，这既保持了仪器的灵活性，又降低了系统集成的复杂性。 本课题强调了在自动测试系统中标准化接口和通信协议的重要性，尤其是在SCPI标准的引入下，如何通过解析模块简化编程工作，提高系统的效率和兼容性，为仪器工程的发展提供了关键的理论和技术支持。