LabVIEW : communication avec un microcontrôleur Motorola/Freescale et banc de test "universel"

Author(s):
Céline Giroud - Great Consulting in Informatics

Industry:
Electronics, Semiconductor, RF/Communications

Products:
Data Acquisition, High-Speed Digitizers, Digital Multimeters, LabVIEW, TestStand, PXI/CompactPCI, Multifunction DAQ, Signal Conditioning

The Challenge:
Tester avec LabVIEW des cartes mixant des parties analogiques et numériques.

The Solution:
Développer une DLL de communication avec le microcontrôleur qui contrôle la partie numérique de la carte, l’intégrer sous LabVIEW et développer un nouveau banc de test "universel".

La société Hardtech, située à Claret (30 km de Montpellier) est spécialisée dans l’étude, le développement et le test de cartes électroniques. Avec l'évolution constante de la technologie, Hardtech cherche à rationaliser ses outils de test et à améliorer leur taux de couverture.
Pour ses bancs de test PXI, Hardtech a fait appel à G.C.I., Great Consulting in Informatics, spécialisée dans le conseil, le développement et la formation en informatique appliquée et possédant, entre autres, une grande expérience de LabVIEW. Une synergie dynamique s’est donc développée entre G.C.I. et Hardtech. Ceci nous a permis de développer des marchés dans des domaines aussi divers que l’aéronautique, la protection nucléaire, le secteur médical et le transport d’énergie.

DLL de communication
Pour le test fonctionnel de certaines cartes, il est nécessaire de communiquer avec le microcontrôleur qui les contrôle pour pouvoir accéder aux différentes parties de la carte et donc avoir un taux de couverture de test beaucoup plus grand. Il existe pour cela de nombreux logiciels plus ou moins fiables et pratiques. Les exigences de qualité et de rendement dans le test nécessitent aujourd’hui d’automatiser tout ce qui peut l’être, mais ces logiciels n’ont pas forcément été prévus à cet effet.

Pour le microcontrôleur Motorola 68331, il existe le logiciel ICD32 qui tourne sous DOS et également sous Windows. C’est un logiciel très poussé mais il n’est pas accessible (au sens "pilotable") par LabVIEW. Les différents tests à réaliser avec ce logiciel sont appelés manuellement par l’opérateur avec le risque d’en oublier un. Nous avons donc choisi de développer une DLL qui pourra se substituer à ICD32 et être commandée par LabVIEW.

Cette DLL utilise le même principe que le logiciel ICD32 c’est-à-dire le mode BDM (Background Debugging Mode). Ce mode de communication permet de commander tout microcontrôleur Motorola (à partir de la famille 68030) via un port parallèle du PC. Les timings très faibles liés à cette méthode ne nous ont pas permis de développer cette DLL sous LabVIEW : plutôt que d’opter pour LabVIEW Real-Time, nous avons préféré Visual C++ .NET. Nous avons ensuite appelé cette DLL sous LabVIEW pour créer une bibliothèque de VIs de communication avec notre microcontrôleur : il est ainsi possible de modifier le contenu des registres, d’envoyer/recevoir des données, d’écrire/lire dans des zones de la mémoire (dans le microcontrôleur ou sur la carte), de programmer des mémoires flash, et d’envoyer des programmes de test qui pourront ensuite être exécutés par le microcontrôleur.

Ces différents VIs appelés par d’autres VIs ou directement par le séquenceur de programmes TestStandnous ont permis de compléter un programme de test, qui ne permettait de tester jusqu’à présent que la partie analogique (réglage de potentiomètres, contrôle de gain, de bruit…).

Un banc de test "universel"
L’objectif de notre projet n’était pas d’optimiser uniquement le programme de test mais également les manipulations de l’opérateur. Pour cela, nous avons entièrement repensé la partie matérielle du banc de test. Pour notre nouveau banc, nous avons repris, comme pour l'ancien, un châssis PXI-1010 (huit emplacements et quatre modules SCXI-1127) relié à un PC par un module MXI-3 à fibre optique. Nous y avons placé un module de sorties analogiques (PXI-6713), un module d'entrées/sorties numériques (PXI-6533), un module multimètre (PXI-4060), un numériseur (PXI-6031) et une matrice de commutation sous la forme d'un module SCXI-1332 (connecté au multimètre).

Nous avons développé une interface de test directement connectable au châssis PXI sur laquelle nous pourrons connecter tous nos lits à clous. Des cartes rallonges permettent de "transformer" tous les connecteurs NI des différents modules en connecteurs DIN facilement remplaçables en cas d’usure. Ainsi, le temps d’installation d’un banc de test est nettement diminué : l’opérateur n’a en effet qu’à connecter le lit à clous correspondant à sa carte sur le banc "universel".

Avenir
Notre DLL est fonctionnelle sur Windows 98 pour le moment. Une version préliminaire Windows XP existe et fonctionne, mais les temps de programmation sont nettement plus longs. Nous avons donc l’intention, pour pouvoir évoluer avec nos différents environnements PC, d’améliorer la version XP. D’autre part, cette expérience concluante avec le microcontrôleur Motorola nous permet de développer d’autres programmes LabVIEW de communication avec des microcontrôleurs et même des programmes de substitution pour certains périphériques de test (imprimante, écran LCD, clavier).

Notre banc de test, qui tourne depuis plusieurs années, est maintenant très fiable. Cependant, l’opérateur doit toujours brancher tous les périphériques des cartes à tester (moteurs, leds, électrovannes, afficheur LCD, clavier…) ce qui peut prendre pour chaque carte beaucoup de temps : notre objectif dans un proche avenir est donc de développer une plate-forme outils "universelle" qui regroupera les périphériques les plus courants et qui pourra se connecter en un seul geste aux différents lits à clous.

Avril 2006

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Céline Giroud
Great Consulting in Informatics
280, rue Adrien Proby Bât K9-902
Montpellier 34090
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Tel: 0033 6 79 61 09 75

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