白金帆

摘 要：針對機載設(shè)備廠同一機載設(shè)備不同型號間測試的復(fù)雜性，設(shè)計了一種可用于多種不同型號機載設(shè)備測試的綜合測試系統(tǒng)。簡單介紹了該測試系統(tǒng)的功能和工作原理，敘述了系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)的組成，詳細給出了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方案。該測試系統(tǒng)可高效、快速實現(xiàn)對航空電子設(shè)備的檢測，具有一定的經(jīng)濟效益和推廣價值。

關(guān)鍵詞：機載設(shè)備 測試 信號仿真 線路轉(zhuǎn)接

中圖分類號：TJ765.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（c）-0046-02

隨著中國航空業(yè)的迅猛發(fā)展，航空電子系統(tǒng)復(fù)雜性和集成化程度越來越高，對機載設(shè)備的測試提出了新的挑戰(zhàn)。特別是對于機載設(shè)備生產(chǎn)廠家，同一機載系統(tǒng)不同型號之間接口差異，使得每一型號都專門配備了測試系統(tǒng)，這不僅增加了測試系統(tǒng)的研發(fā)成本，同時增加了使用成本，浪費了人力物力。該文介紹的機載設(shè)備綜合測試系統(tǒng)，針對這一問題，研制了專門的型號切換線路，同時配合其他子系統(tǒng)，完成了多型號機載設(shè)備的綜合測試[1]。

1 總體介紹

綜合測試系統(tǒng)用于機載設(shè)備生產(chǎn)廠家對機載設(shè)備的測試，具體功能需求包括如下幾方面。

（1）支持不同型號產(chǎn)品驗證程序的自動切換運行；（2）支持產(chǎn)品的集成；（3）支持產(chǎn)品的驗收；（4）提供激勵數(shù)據(jù)、支持產(chǎn)品測試；（5）提供良好的人機交互接口，實現(xiàn)有效的測試操作和設(shè)備維護監(jiān)控。

將以上需求將測試場景劃分，可分為單設(shè)備接口測試和多設(shè)備接口測試。

單設(shè)備接口測試需求為如下幾點。

（1）電氣接口測試：確認設(shè)備的物理接口連接正確，模擬量、數(shù)字量電氣特性正確，總線接口能夠完成二進制數(shù)據(jù)的收發(fā)。（2）接口協(xié)議測試：對于總線接口，對被測設(shè)備的總線收發(fā)數(shù)據(jù)塊進行逐一測試，確保設(shè)備實現(xiàn)的接口協(xié)議正確。（3）能夠?qū)Χ喾N被測設(shè)備提供完整的激勵及采集顯示功能。

多設(shè)備接口測試需求為如下幾方面。

（1）被測設(shè)備之間交聯(lián)組成測試環(huán)境；（2）提供構(gòu)成交聯(lián)環(huán)境中缺少設(shè)備的接口數(shù)據(jù)；（3）提供手動、自動測試程序。

基于以上需求，機載設(shè)備綜合測試系統(tǒng)以工控機為核心，通過選配相應(yīng)接口卡模擬被測設(shè)備的接口信號。系統(tǒng)的總控單元通過網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對供電單元、信號仿真單元及線路轉(zhuǎn)接箱的自動控制。信號傳輸線路為由信號仿真單元通過線路轉(zhuǎn)接箱實現(xiàn)型號匹配，再通過斷線測量箱實現(xiàn)接口匹配，最近連接至被測系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件設(shè)備交聯(lián)圖如圖1所示。

2 分系統(tǒng)設(shè)計

2.1 總控單元

總控系統(tǒng)作為測試系統(tǒng)的總體控制端，統(tǒng)一控制和監(jiān)控整個測試系統(tǒng)所有的激勵源與測試資源。在進行測試時，由總控系統(tǒng)發(fā)出控制命令，各分系統(tǒng)接收控制命令并操作相應(yīng)的硬件資源進行測試。同時，測試過程中，總控系統(tǒng)可以隨時監(jiān)控各系統(tǒng)運行情況和測試數(shù)據(jù)。測試完成后，總控系統(tǒng)對測試數(shù)據(jù)進行記錄、分析及回放[2]。

2.2 信號仿真單元

信號仿真單元用于仿真用戶所需的信號類型，包括總線類信號、模擬量信號、離散量信號等。該單元由PXI工控機箱及各信號相應(yīng)板卡實現(xiàn)[3]。

PXI仿真機箱選用NI-PXI-1045，其主要參數(shù)如下：具有通用交流輸入的可拆卸、高性能600 W電源；接受3U PXI和3U CompactPCI模塊；內(nèi)部10 MHz參考時鐘的抖動<5 ps；各段總線之間的軟件可編程觸發(fā)路由；0°C～55°C擴展操作溫度。

2.3 線路轉(zhuǎn)接箱

該系統(tǒng)適用于不同型號被測設(shè)備的測試，各型號被測設(shè)備存在部分共性線路和部分差異線路，共性線路采用直連方式，差異線路部分通過線路轉(zhuǎn)接矩陣進行切換。

線路轉(zhuǎn)接通過構(gòu)建一個NxN的線路轉(zhuǎn)接矩陣實現(xiàn)，轉(zhuǎn)接矩陣可以通過編程將任意一路輸入與任意一路輸出接通。以3種型號為例，系統(tǒng)編寫型號A、型號B、型號C3套聯(lián)線配置，實現(xiàn)3種型號的測試硬件共用，圖2是線路原理圖。

2.4 斷線測量箱

斷線測量箱有兩種作用：信號轉(zhuǎn)接、信號監(jiān)視。信號轉(zhuǎn)接完成被測設(shè)備電纜接口類型與測控平臺目標機接口板卡接口類型匹配工作。信號監(jiān)視提供測控平臺與操縱與控制臺之間的所有信號進行監(jiān)視能力，實現(xiàn)方式為前面板提供的信號測試點，支持高精度儀器對信號進行監(jiān)視或標定。

2.5 供電單元

供電單元為待測設(shè)備提供電源，并提供紋波、尖峰及瞬時斷電等故障模擬功能。該單元選用安捷倫直流電源分析儀Agilent N6705A實現(xiàn)。該電源自身可完成紋波、瞬時掉電模擬及真實電壓波形仿真。

3 結(jié)語

該文研究了機載設(shè)備不同型號的測試需求，提出了針對同一機載系統(tǒng)不同型號設(shè)備的綜合測試系統(tǒng)方案，減輕了機載設(shè)備廠家的測試設(shè)備研發(fā)成本和測試人員的人力成本，提高了設(shè)備使用率和測試效率。滿足了現(xiàn)代高技術(shù)航空裝備配套測試設(shè)備好用、管用、實用的要求。分布式通用架構(gòu)設(shè)計，便于系統(tǒng)升級、擴展和維護，并且可推廣到其他測試設(shè)備研制。

參考文獻

[1] 孫寶江，秦紅磊，李潔，等.機載設(shè)備自動測試系統(tǒng)通用開發(fā)平臺[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報，2007（3）：327-331.

[2] 王紅，劉金甫.可視化測試軟件平臺GTEST[J].測控技術(shù)，2005，24（3）：45-48.

[3] 楊代文，彭衛(wèi)東，魏麟.機載設(shè)備數(shù)據(jù)通信測試系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技技術(shù)與工程，2012（33）：9118-9121.