劉國(guó)美，鄧道杰，范新明，李亞男

(1.航空工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西 西安 710068；2.海南熱帶海洋學(xué)院，海南 三亞 572000)

0 引言

隨著飛機(jī)型號(hào)的發(fā)展，部分機(jī)型要求盡可能使用通用外場(chǎng)可更換模塊(LRM模塊)，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活組合及配置，滿(mǎn)足不同規(guī)模、性能及“可定制”要求，實(shí)現(xiàn)機(jī)載產(chǎn)品的通用模塊化設(shè)計(jì)、功能定制化配置及系統(tǒng)維護(hù)管理，并提高系統(tǒng)可擴(kuò)展性、可靠性及可維護(hù)性。由于模塊數(shù)量多，如何在系統(tǒng)故障時(shí)進(jìn)行快速診斷、故障定位以及余度/備份切換管理是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。傳統(tǒng)機(jī)載產(chǎn)品的識(shí)別管理模式、模塊存在通用性差、故障難以隔離等問(wèn)題。因此本文提出了一種機(jī)載產(chǎn)品模塊位置識(shí)別的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)載產(chǎn)品模塊級(jí)故障隔離的快速定位和精細(xì)化管理。

1 實(shí)現(xiàn)方法

具體實(shí)現(xiàn)方法是采用“硬件接口+軟件識(shí)別”的方式。首先定義軟件的編碼結(jié)構(gòu)，并根據(jù)模塊在母板上的位置進(jìn)行編碼設(shè)置，其次在各模塊中設(shè)置接口電路，將編碼轉(zhuǎn)化為一組“28V地/開(kāi)路”離散量信號(hào)輸入接口電路。當(dāng)產(chǎn)品啟動(dòng)時(shí)，模塊中的軟件檢測(cè)獲取自己的位置編碼，并進(jìn)行有效性判定后上報(bào)給上位機(jī)，上位機(jī)將對(duì)模塊的運(yùn)行情況進(jìn)行控制。

1.1 系統(tǒng)編碼

圖1所示整機(jī)采用開(kāi)放式體系架構(gòu)和LRM模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支持二級(jí)維護(hù)體制及LRM模塊快速裝卸，它由1個(gè)集成機(jī)架和9個(gè)高性能的LRM模塊組成，其所有的模塊被集成在一臺(tái)單層模塊結(jié)構(gòu)的集成機(jī)架中，母板上模塊的位置信息與圖1中的排列相同。

圖1 整機(jī)模塊分布圖

產(chǎn)品的位置識(shí)別(位置編碼)用于決定整機(jī)在飛機(jī)系統(tǒng)及AFDX網(wǎng)絡(luò)中的位置，并決定其端系統(tǒng)默認(rèn)的MAC地址和IP地址。

LRM模塊位置編碼用于決定LRM在整機(jī)中、AFDX網(wǎng)絡(luò)中的位置，并決定其端系統(tǒng)默認(rèn)的MAC地址和IP地址，整機(jī)各LRM位置編碼詳見(jiàn)表1，其位置編碼定義如圖2所示。

圖2 位置編碼定義

表1 模塊位置編碼定義

LRM模塊僅在地面條件INIT模式下讀取編碼值，空中條件下讀取最后一次保存在非易失存儲(chǔ)器(NVRAM)中的編碼值。LRM位置編碼設(shè)計(jì)如下：

1) LRM模塊位置編碼采用12位(4位域+3位邊+5位位置)+1位校驗(yàn)位。

2) 位置編碼的域、邊和位置字段中空余位填補(bǔ)“0”。

3) 位置編碼采用奇校驗(yàn)。

4) 位置編碼被讀取且校驗(yàn)正確時(shí)，被保存在模塊NVRAM中。

5) 整機(jī)位置識(shí)別采用2位編碼，定義為端系統(tǒng)位置編碼“邊”字段的低2位，當(dāng)系統(tǒng)有多臺(tái)整機(jī)時(shí)，可對(duì)整機(jī)進(jìn)行編碼。

1.2 接口電路

接口電路的設(shè)計(jì)應(yīng)具有良好的信號(hào)隔離、濾波、電氣隔離及抖動(dòng)處理，以提高接口信號(hào)品質(zhì)、抗電磁干擾能力。對(duì)于位置識(shí)別的離散量[1]輸入接口其功能框圖如圖3所示。LRM模塊位置編碼中信號(hào)接地(GND)時(shí)為1，開(kāi)路/浮空為0。位置信號(hào)由光耦進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換后，經(jīng)防抖動(dòng)電路處理后送入驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)能力放大處理后進(jìn)入模塊數(shù)據(jù)總線(xiàn)，模塊軟件獲得編碼信息后上報(bào)給整機(jī)。若某一模塊發(fā)生故障，整機(jī)可精確關(guān)閉該模塊的供電，而不影響其他模塊正常工作，防止故障蔓延，達(dá)到故障隔離的目的。

圖3 接口電路原理圖

2 總結(jié)

為達(dá)到通用化、系列化、組合化(模塊化)設(shè)計(jì)及可配置性設(shè)計(jì)，機(jī)載產(chǎn)品多采用“集成機(jī)架+LRM模塊”架構(gòu)設(shè)計(jì)[2]，在這種架構(gòu)的基礎(chǔ)上本文提出了一種機(jī)載產(chǎn)品模塊位置識(shí)別的方法，可實(shí)現(xiàn)LRM模塊位置識(shí)別、功能分配及配置管理過(guò)程自動(dòng)化。該方法已應(yīng)用到某型號(hào)產(chǎn)品中，大大提高了系統(tǒng)的精準(zhǔn)性和可靠性。