王濤 張大磊 沙東兵

【摘 ?要】對于綜合化程度高的先進(jìn)飛機(jī)，硬件設(shè)備通用化、集成化、模塊化設(shè)計是主推思想，促發(fā)了各功能物理接口之間越發(fā)復(fù)雜的交叉，為避免出現(xiàn)一個模塊故障，造成多設(shè)備報故并難以隔離的情況，需要求各模塊化功能設(shè)備具有良好的測試性，能夠快速準(zhǔn)確的定位并隔離故障，便于維護(hù)。建立一個良好測試性的基礎(chǔ)則是采用一個完備的BIT設(shè)計。本文針對機(jī)載模塊化短波功能設(shè)備對一種可行的BIT（機(jī)內(nèi)自測試）設(shè)計方法[1]完成解析，該方法可以提升短波功能設(shè)備的測試性水平，滿足飛機(jī)的使用要求。

【關(guān)鍵詞】BIT;測試性;測試點

1引言

隨著機(jī)載設(shè)備綜合化、集成化設(shè)計程度的不斷深入[2]，短波機(jī)載電子設(shè)備與其它功能設(shè)備的交聯(lián)性卻越來越強(qiáng)。自身功能系統(tǒng)組成和綜合航電系統(tǒng)功能線程組成均屬于串聯(lián)結(jié)構(gòu)，若BIT設(shè)計不符合使用環(huán)境需求或其完備程度較低，極容易造成短波功能設(shè)備測試性差，出現(xiàn)“牽一發(fā)而動全身”的情況，即短波故障造成系統(tǒng)多功能模塊報故。因此，短波功能設(shè)備設(shè)計必須注重的BIT設(shè)計。

2BIT要素及流程設(shè)計

2.1BIT要素

對于短波功能設(shè)備而言，可能的故障電路或故障模式難以窮盡，在進(jìn)行BIT設(shè)計時，如果把全部因素都設(shè)計考慮進(jìn)去，將使BIT的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，難以體現(xiàn)BIT的優(yōu)勢，甚至?xí)C(jī)載航電系統(tǒng)造成負(fù)面影響。因此，必須考慮工作的可靠性，確定影響系統(tǒng)可靠性的主要因素，并作為BIT的測試重點，從而達(dá)到提高系統(tǒng)的任務(wù)可靠性、測試性的目的。

測試重點既BIT要素設(shè)計，具體為測試點的選取，此為判斷BIT設(shè)計是否完善的基本條件。測試點選取以FMEA和FMECA的分析結(jié)果為依據(jù)，針對設(shè)計薄弱環(huán)節(jié)，重點分析故障率高和影響預(yù)定通信功能實現(xiàn)的故障模式并設(shè)定為測試重點，如工作電源、接口、激勵信號、射頻信號功率和駐波狀態(tài)等。

2.2BIT流程

短波功能設(shè)備BIT流程設(shè)計主要是其所屬LRM/LRU設(shè)備在綜合航電系統(tǒng)下自檢流程，可分為自上而下和自下而上兩種工作流程。

自上而下工作流程是由綜合航電系統(tǒng)發(fā)起，短波功能設(shè)備響應(yīng)，收集LRM/LRU設(shè)備的狀態(tài)并回饋結(jié)果的過程。

自下而上工作流程是由短波功能設(shè)備自身發(fā)起，匯總LRM/LRU設(shè)備狀態(tài)自檢結(jié)果至綜合航電系統(tǒng)的過程。

3BIT模式設(shè)計

為了掌握短波功能設(shè)備在綜合航電系統(tǒng)下全工作周期的狀態(tài)信息，并根據(jù)信息完成狀態(tài)的綜合診斷[3]，機(jī)載模塊化短波功能設(shè)備設(shè)計有三種BIT模式，包括加電BIT、周期BIT和維護(hù)BIT。

3.1加電BIT

加電BIT是飛機(jī)在地面，短波功能設(shè)備初始加電或掉電后重新上電時進(jìn)行的。加電BIT主要為短波功能設(shè)備加電初始配置提供依據(jù)，并檢測短波功能設(shè)備配置完成后的狀態(tài)，檢測健康狀態(tài)，主要為地勤人員提供短波功能設(shè)備上電后的健康信息。該過程即可自上而下，亦可自下而上。

3.2周期BIT

周期BIT是在短波功能設(shè)備運(yùn)行過程中由自身自動的、實時的進(jìn)行，周期BIT是唯一在整個飛行過程中均要進(jìn)行的BIT。周期BIT通過預(yù)先設(shè)置的測試點實時監(jiān)控短波功能設(shè)備內(nèi)實現(xiàn)功能的狀態(tài)，為短波功能設(shè)備判斷工作狀態(tài)的正常與否提供最初步的依據(jù)。屬于自下而上工作流程。

3.3維護(hù)BIT

維護(hù)BIT是飛機(jī)在地面任務(wù)準(zhǔn)備階段，由地勤人員或機(jī)組成員啟動的。對短波功能設(shè)備實現(xiàn)功能的全面檢測。維護(hù)BIT主要為起飛前的短波功能設(shè)備檢測提供手段，能夠快速的給出短波功能設(shè)備的健康狀況，提供一定的故障檢測、定位隔離能力。屬于自上而下工作流程。

4BIT設(shè)計注意事項

4.1健壯性設(shè)計

短波功能設(shè)備在進(jìn)行BIT設(shè)計時，涉及到多LRM/LRU協(xié)同工作，因此，在實現(xiàn)設(shè)備收發(fā)狀態(tài)控制和自檢結(jié)果回傳要進(jìn)行合理的指令時延;在進(jìn)行BIT自檢時，對測試點的檢測，要采用多次對采樣信號進(jìn)行判斷的方式，并且對于采樣信號的判別門限也要結(jié)合使用實際選取，過高或過低均可能對自檢結(jié)果造成負(fù)面影響。以上方式可有效降低短波功能設(shè)備虛警的產(chǎn)生概率。

4.2合理運(yùn)用時間，做好自檢準(zhǔn)備工作設(shè)計

綜合航電系統(tǒng)上電啟動準(zhǔn)備時間長于短波功能設(shè)備，短波功能設(shè)備在具備工作條件后，可根據(jù)需要先完成自檢信道的工作預(yù)準(zhǔn)備，并存儲該工作狀態(tài)。在系統(tǒng)發(fā)起維護(hù)BIT時，直接調(diào)用存儲工作狀態(tài)，并啟動自檢，實現(xiàn)快速上報自檢結(jié)果目的，避免出現(xiàn)準(zhǔn)備時間占用自檢時間導(dǎo)致自檢超時的故障。

4.3 BIT自檢電路比例設(shè)計

BIT自檢電路的設(shè)計在于精。一般，BIT自檢電路的設(shè)計規(guī)模不應(yīng)超過總電路設(shè)計規(guī)模的30%，失效率要低于被檢測電路4倍，保證不因為自檢電路過于龐大而導(dǎo)致設(shè)備的故障率整體提升，降低設(shè)備的可靠性。

控制BIT自檢電路比例的設(shè)計原則。

1）最大程度采用數(shù)字電路完成激勵信號自檢，最大程度降低采用模擬電路實現(xiàn)自檢;

2）除特別關(guān)鍵測試點外，減少射頻信號的冗余自檢電路設(shè)計;

3）合理選擇測試點，結(jié)合軟件邏輯判別，實現(xiàn)故障隔離，達(dá)到自檢電路的最高效使用。

5結(jié)束語

在機(jī)載綜合航電系統(tǒng)中如何合理規(guī)劃短波功能設(shè)備BIT的設(shè)計流程，至今仍需進(jìn)一步提升，也是PHM技術(shù)發(fā)展的需求之一[4]。本文針對機(jī)載模塊化短波功能設(shè)備的BIT設(shè)計，首先分析了BIT設(shè)計要素和流程，并根據(jù)作者研發(fā)工作經(jīng)歷，對一種機(jī)載模塊化短波功能設(shè)備全工作周期BIT模式設(shè)計方案完成解析;最后，總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗提出注意事項，起到一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉泓韜，石君友，李海偉.航電產(chǎn)品BIT研制流程設(shè)計與應(yīng)用 [J].工程設(shè)計學(xué)報，2013，10：419-426.

[2]孫文杰.基于功能綜合的模塊化通信導(dǎo)航識別系統(tǒng)總體設(shè)計[J].電訊技術(shù)，2016，01：67-70.

[3]文佳.基于多信號模型的綜合化航電系統(tǒng)綜合診斷算法設(shè)計[J].電訊技術(shù)，2014，03：361-367.

[4]田仲，石君友.系統(tǒng)測試性設(shè)計分析與驗證[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003：41-57.

作者簡介：

王濤（1985-），吉林蛟河人，工程師，現(xiàn)在從事無線電電子線路設(shè)計工作，主要研究方向：短波通信

（作者單位：陜西烽火電子股份有限公司）