汪浩 喬兵克 李松

石家莊海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司 河北 石家莊 050000

1 故障分類

飛控計(jì)算機(jī)應(yīng)用于飛機(jī)飛控子系統(tǒng)。飛控計(jì)算機(jī)CPU模塊是飛控計(jì)算機(jī)的核心部件，CPU一旦發(fā)生故障，將對整個(gè)飛控計(jì)算機(jī)產(chǎn)生重大甚至致命影響。本文對飛控計(jì)算機(jī)CPU模塊近年來的返修故障信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類，并簡單介紹其排故思路[1]。

2 排故思路

根據(jù)上述對飛控計(jì)算機(jī)CPU模塊故障模式的兩種分類，其中接口故障的故障現(xiàn)象一般針對性較強(qiáng)，電路結(jié)構(gòu)清晰，排查起來也較為方便，而對于死機(jī)故障，故障原因較為多樣，排查起來較為復(fù)雜。本節(jié)對CPU模塊兩種類型的故障分別進(jìn)行相應(yīng)排故思路的簡單介紹。

2.1 死機(jī)故障排故思路

對于CPU模塊的死機(jī)故障根據(jù)其故障時(shí)微處理器486的運(yùn)行狀態(tài)可以細(xì)分為微處理器及其關(guān)鍵輸入信號故障和外圍電路故障兩種情況，下面分別對兩種情況的排故思路進(jìn)行介紹。

（1）微處理器及其關(guān)鍵輸入信號故障

針對死機(jī)故障，首先要檢查微處理器及其關(guān)鍵輸入信號，以保證處理器的正常運(yùn)行，一般包括CLK、RESET、READY#、HOLD、KEN#、NMI、INTR等關(guān)鍵輸入信號。

.CLK信號用于提供CPU及系統(tǒng)的時(shí)鐘信號，如果出現(xiàn)問題微處理器將無法正常工作。

.RESET信號提供系統(tǒng)復(fù)位信號，使處理器等部件完成內(nèi)部復(fù)位過程。該信號損壞，CPU將無法正常啟動(dòng)工作。

.READY#為準(zhǔn)備就緒輸入信號，用于結(jié)束處理器對存儲(chǔ)器或I/O的總線操作。該信號失效會(huì)導(dǎo)致總線周期無法正常結(jié)束，CPU被掛起。

.HOLD為總線請求輸入信號，若異常變高，會(huì)導(dǎo)致處理器讓出總線權(quán)，CPU被掛起。

.KEN#為CACHE使能輸入信號，如果異常會(huì)導(dǎo)致CACHE無法使能，微處理器性能下降，導(dǎo)致程序跑飛。

.NMI和INTR為中斷輸入信號，異常的NMI和INTR信號也會(huì)導(dǎo)致CPU模塊程序跑飛。

如果上述關(guān)鍵輸入信號均正常，復(fù)位后CPU將會(huì)發(fā)出ADS#信號，標(biāo)志著總線周期的開始，并在地址FFFFFFF0H處讀取指令開始執(zhí)行程序。如果關(guān)鍵輸入信號均正常，而微處理器仍未發(fā)出ADS#信號啟動(dòng)總線周期，則說明微處理器芯片80486存在故障。

故障實(shí)例1：用戶報(bào)CPU模塊高溫工作1小時(shí)，計(jì)算機(jī)死機(jī)。常溫檢測模塊工作正常，高溫時(shí)飛線拉出CPU模塊關(guān)鍵控制信號CLK、RESET、ADS#、READY#等進(jìn)行觀測。檢查發(fā)現(xiàn)高溫故障復(fù)現(xiàn)時(shí)，RESET信號常高，導(dǎo)致CPU模塊無法啟動(dòng)。

針對RESET信號進(jìn)行進(jìn)一步檢查，將四個(gè)復(fù)位源分別飛線拉出高溫下進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)DIF復(fù)位、軟復(fù)位均正常，而上電復(fù)位POR#在上電后發(fā)出正常復(fù)位脈沖后經(jīng)過D觸發(fā)器異常變?yōu)槌８郀顟B(tài)，導(dǎo)致CPU模塊RESET信號常高。將D觸發(fā)器的輸入、輸出和控制信號分別進(jìn)行檢查，輸入及控制信號均正常，輸出故障。該故障定位為D41芯片54F379高溫下失效。RESET信號通過54F379（D41）與CLK2和CLK#高電平同步，以確保RESET信號的下降沿在486處理器的時(shí)鐘周期相位2期間發(fā)生。

2.2 微處理器外圍電路故障

針對模塊死機(jī)故障，如果檢查完上述微處理器關(guān)鍵輸入信號均正常，微處理器也正常工作發(fā)出ADS#信號啟動(dòng)總線周期運(yùn)行程序，則說明是由于微處理器的外圍電路故障造成的CPU地址、數(shù)據(jù)、控制信號異常而導(dǎo)致程序跑飛。一般包括ROM、RAM、總線控制邏輯及地址譯碼、總線就緒邏輯、中斷控制器、總線驅(qū)動(dòng)器及地址鎖存器等。

故障實(shí)例2：用戶報(bào)CPU模塊低溫工作報(bào)故，計(jì)算機(jī)死機(jī)。常溫檢測模塊工作正常，低溫下故障復(fù)現(xiàn)，無法進(jìn)入監(jiān)控。低溫時(shí)飛線拉出CPU模塊關(guān)鍵控制信號CLK、RESET、ADS#、READY#等進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)CPU模塊發(fā)出一串ADS#信號后，停止運(yùn)行，程序跑飛。

進(jìn)一步檢查微處理器的外圍電路，飛線拉出ROM、RAM片選、讀/寫等信號進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)ADS#發(fā)出后始終沒有ROM_CS產(chǎn)生，由于微處理器復(fù)位結(jié)束后第一個(gè)總線周期在FFFFFFF0H地址處取指令，應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生ROM_CS信號訪問ROM地址空間，但該模塊始終無ROM_CS產(chǎn)生，導(dǎo)致CPU模塊讀到錯(cuò)誤指令，致使程序跑飛。

2.3 接口故障排故思路

對于接口故障，在用戶處一般表現(xiàn)為功能缺失，但不會(huì)死機(jī)。用戶所報(bào)故障信息一般針對性都比較強(qiáng)，返所后經(jīng)測試設(shè)備做針對性的檢測一般可以定位到相應(yīng)的功能電路區(qū)。比如同步接口故障、DIF接口故障燈。此類故障模式，可以通過相應(yīng)的測試程序?qū)收想娐肥┘蛹?lì)，進(jìn)而定位到故障元器件。

故障實(shí)例3：用戶報(bào)CPU模塊可以構(gòu)型DIF接口通訊正常，但PBIT無法通訊。返所后針對用戶所報(bào)故障現(xiàn)象進(jìn)行測試。測得DIF接口通訊正常，PBIT通信接口輸出異常與用戶所報(bào)一致。

芯片1腳對應(yīng)2、3腳為PBIT輸出接口，連接串行通信控制器的TxDa串行數(shù)據(jù)輸出端。芯片7腳對應(yīng)6、5腳為DIF輸出接口，連接串行通信控制器的TxDa串行數(shù)據(jù)輸出端。經(jīng)測試DIF接口通訊正常，判斷CPU模塊程序運(yùn)行正常，但是PBIT無法通訊。依用戶所報(bào)，針對PBIT接口進(jìn)行通訊測試，測量得到D55芯片的輸入信號1腳數(shù)據(jù)波形正常，芯片使能信號正常，但是輸出管腳2、3中的3腳處于常低狀態(tài)。經(jīng)過吸空隔離后，判定D55芯片PBIT第一路差分輸出功能失效，該芯片損壞[2]。

3 結(jié)束語

本文簡單介紹了飛控計(jì)算機(jī)CPU模塊近年來常見的返修故障情況及簡要分類，并對相應(yīng)故障類型的排故思路做了簡單介紹。通過對幾年來工作實(shí)踐總結(jié)，對飛控計(jì)算機(jī)CPU模塊的基本結(jié)構(gòu)有了深刻的理解，通過測試設(shè)備和自己的排故方法能夠解決98%以上問題，并對各種處理器模塊的維修工作具有普遍的借鑒意義。