设计时应综合考虑以上各因素，来确定选择CPLD还是FPGA。根据测试功能需求，本系统设计的CPLD芯片内部结构如图4所示。
在CPLD的设计中，采用VHDL语言作为主要的设计手段，是当前ASIC设计的主流方式之一。VHDL语言实现相关的设计过程具有高效、方便、易于移植的特点，而单纯的硬件电路设计缺乏灵活性，修改不方便，动辄印制版报废。这种硬件设计软件化，使得被测对象接入点发生改变或增减时，仅需相应电路的部分软件作适应性修改，底层硬件电路及上层应用软件都不需要作大的改动甚至可以不改，大大节约了系统维护成本。在CPLD的设计过程当中，一边设计，一边在计算机上完成软件仿真工作，使得仿真测试与功能行为的检验贯穿设计始终，保证了各项功能的正确性及可靠性，确保了最终产品的设计质量。
在系统设计中可以根据需要让CPLD完成更多的功能，如将80C196单片见票后部分功能和CPLD完成，其中主要是测试部分，包括串行接口、数据编码/校验、帧构造、定时发送、与外围测试计算机的数据交换。通过长期的积累，拥有大量的可复用IP模块，使系统开发设计更为快捷。
2 智能化与可靠性设计
系统信息的智能化测控主要体现在两个方面：一是要具备学习记录功能，能够根据信息通道的初始化或实测值自动调整其控制参数；二是可以根据接收的命令，对其通道号、通道数、采集时间、传输字节以及控制方式等进行调整。
本文介绍的小型智能化测试装置不仅可以根据需求快速进行测试内容的调整，还具有静检、装订参数、提供数据的功能。其测试得到的数据可通过RS-485串行通信总线或无线手段发送到外围测试接收设备中。由于数据传输、测试数据封装、因而通道选择等均由软件来实现，因而智能化程度高，使用方便。
在测控数据传送过程中，针对不同的任务，使用的信息格式各不相同，要采用不同的数据处理程序。应根据外围测控系统与SCS智能测试装置的通信内容，构造通信协议、数据处理协议，依据不同的信息类型（控制命令）处理不同的数据，信息帧的打包传送则由传输模块进行处理。
通常在试验场所有很强的电磁干扰，这些干扰以传导和辐射的形式从动力线和信号线进入系统。为了保证系统正常可靠运行，采用软、硬件相结合的抗干扰技术，输入通道中采用RC滤波、高低电平嵌位、隔离技术，很好地抑制了各种高频干扰，并实现瞬间过压保护；部分输入输出信号采用光耦合器，隔断外部信号与控制系统的联系；软件上采用中值和算术平均值相结合的方法，剔除信号的瞬间干扰，同时软件设计采用多种优化手段提高系统的健壮性。为了防止电路因公共阻抗而引起信号交叉耦合，系统采用并联单点接地设计，系统内模拟地和数据地分开，只在一点处汇合。
3 测试装置的软件设计
测控软件采用PL/M196语言编制，用WAVE6000调试编译完成。软件流程图如图5所示。
测控软件主要包含两个分支：信号测试分支和参数装订分支。其工作分支的判断依据是地面提供的一路测试与否的电压信号。装订参数电压大于给定值，系统进入参装订分支，单片机等待接收装订数据，进行数据正确性判定，并将各数据通过I2C接口分类存放到共享的几片Flash ROM中。如无装订电压，则进入测试分支，单片机开始测试各路信号，并将测试数据打包成帧，同时计算全部数据的CRC校验，发送到接收设备，并对测试数据进行判断，确定系统工作流程。由于数据量较大，需要测试的信号路数、种类较多，需要打包发送的数据帧长70多字节，每10ms以115.2k的波特率发送，除去测量、控制及组帧时间，数据传送的时间就要仔细计算了。采用查询及标准的中断试，10ms时间就远远不够了，通过示波器测量，一帧数据测试加传输需70ms。本系统采用PTS（外设事件服务器）中断方式，由微代码硬件中断处理器控制，占用很少的CPU时间 ，类似于PC机的DMA，不用修改堆栈和保存状态字。本系统采用PTS块传递方式，只需给定PTS控制字、数据块的起始地址及数据长度，定义中断屏蔽寄存器，最后开放PTS中断和标准中断，这样一帧数据测试加传输需6.5ms。
经过测试实验表明，采用单片机、PSD、CPLD和电压调理电路等主要组件设计完成SCS相关信息的采集与控制不仅是高效可行的，也是使得SCS测试装置小型化、智能化、提高测试系统可靠性卓有成效的途径之一。单片机与可编程逻辑器件有很强的互补性。单片机具有性能价格比高、功能灵活、易于人机对话、良好的数据处理能力特点，CPLD和PSD等可编程器件则具有高速、高可靠性以及开发便捷、规范、易于维护等优点。这种单牒同加外部可编程器件的电路结构在许多高性能仪器仪表和电子产品中有广泛的应用前景。
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