电子科学技术的高速发展使测试仪器复杂度不断提高。功能多样、可重定义、高速高精度的模块化仪器成为了研究热点。基于FMC(FPGA Mezzanine Card)接口技术的测试系统为模块化仪器的发展提供了强大动力,这类系统的架构主要为“FMC子模块+FMC载板+PC”。系统兼容性强、模块种类多、功能复杂,对模块的接口管理与软件系统的设计均有较高要求。论文针对一种FMC Analog I/O测试平台的模块接口管理、仪器驱动及应用程序的设计展开了详细介绍。设计中将对多种FMC Analog I/O模块的管理和控制融为一体,实现系统自动识别工作模块、根据模块硬件进行对应重构,更换模块即达到系统功能重定义,最大化测试灵活性。FMC接口管理基于Xilinx的嵌入式微处理器软核MicroBlaze,通过调用EDK(Embedded Development Kit)提供的GPIO、IIC、SPI总线控制核,实现与FMC模块搭载的功能芯片通信。首先,设计身份识别为整机系统提供工作模块型号,以进行后续配置处理;然后利用SHA-1算法与质询-响应机制实现加密认证保护基于SRAM的FPGA的逻辑代码不被非法拷贝;此外,对FMC模块温度电压的实时监控、硬件信息存取、工作时钟配置也是FMC接口管理的内容。为了全面完整地控制和展示FMC Analog I/O模块测试系统硬件的工作,上位机软件系统与FMC模块硬件设计紧密结合。针对软件需求分析,制定了详细的软件界面布局、总体流程、具体功能方案并给出各模块程序设计。软件采用虚拟仪器技术,在图形化编程工具LabVIEW中开发,根据系统FMC模块硬件配置设计了信号采集与信号生成两种模式。仪器驱动程序采用WinDriver开发,调用其提供的用户模式驱动API加以实现,为软件与硬件的通信提供了桥梁。最后,针对FMC接口管理模块的板级测试及系统级测试结果表明,FMC模块测试平台中模块识别与加密认证、状态监控等功能运行正常;通过对软件系统数据传输处理、显示控制等方面的测试,证明了设计工作的有效性以及实用性。