基于虚拟仪器1553B总线模块故障诊断系统设计

2015-10-26 09:02:30   来源:eefocus   

关键字: 虚拟仪器  1553B总线模块  故障诊断系统

0 引言

1553B总线全称“数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线”,是一种串行多路数据总线标准。20世纪70年代,美国公布了MIL-STD-1553标准,首次应用在F-16A/B战斗机上,成为三代战机航电系统的主要特色之一。随着技术的改进和完善,在1980年之后推出MIL-STD-1553B标准,1553B总线在可靠性高,实时性强等方面优点使它在现代武器系统中越来受到重视。目前,1553B总线广泛应用于各种作战飞机,同时拓展到各种战车、导弹,舰船等武器平台。

1553B总线模块涉及的项目种类多,维修保障数量大,要快速完成故障模块的维修和保障有很大难度。为了降低故障定位难度,缩减维修时间,提高维修质量,研究以通用1553B总线模块维修平台为依托的通用1553B总线模块故障诊断系统设计,具有重要的意义。

1553B总线模块的系统结构

分析1553B总线模块的系统结构,系统结构设计如图1所示。1553B总线模块硬件主要包括通信控制器(CPU、EPROM、RAM及时钟复位电路组成,它主要承担着传输层任务,包括控制1553B协议处理器,处理通信错误,响应系统主机命令进行服务等功能)、共享存储器(DPRAM)、1553B协议处理器、双通道总线收/发器和隔离变压器、计时器(实时时钟RTC)、与子系统主机接口控制逻辑、内部控制逻辑和串行口电路

 

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2 维修测试平台系统集成

维修测试平台采用了基于VXI总线虚拟仪器技术。维修测试平台系统硬件平台主要由系统控制器、VXI测试系统、程控电源、通用示波器、PC-MBI模块,多串口卡和测试接口适配器组成。测试系统构成见图2所示。

 

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1)系统控制器采用1394接口卡和GPIB卡工控机通过1394接口以透明的方式与VXI测试系统内的总线控制模块进行通信:GPIB接口卡实现对程控电源和示波器的控制,在示波器和程控电源内部嵌入的GPIB控制模块以透明方式完成命令翻译,控制程控电源和示波器的操作。

2)VXI测试系统

在测试系统的设计中VXI总线系统为设计的关键部件,测试系统集成采用了VXI机箱,0槽模块、数字测试子系统和I/O模块。

a.VXI机箱:选择了AGILENT公司生产的13槽C尺寸机箱E8403A。

b.0槽模块:是VXI总线测试系统的控制核心。选取AGILENT公司生产的E8491B模块,包括一个MODID寄存器和一个10MHz时钟源。具有触发功能,可编程8路内部TTL触发信号。

c.数字测试子系统:采用槽C尺寸的SR2510组成,SR2510模块包括了时序和矢量控制、可配96数字I/O通道。本维修平台为测试模块配置64数字I/O通道。

d.I/O模块:采用AGILENT公司生产的E1458A模块,该模块为96通道数字I/O模块,该模块兼容TTL电平(0-5V)和COMS电平。

3)程控电源:AGILENT公司生产E3631A,该电源的技术指标如下:

a.2路电压可调0~+25V/1A;

b.电压可调0~+6V/5A。

4)通用示波器

通用示波器采用TEK公司生产TDS3012系列示波器。该示波器主要技术指标如下:

a.具有双通道;

b. 带宽可达350MHz;

c.采样率可达1.256G;

d.具有GPIB接口。

5)测试接口适配器

测试系统中测试接口设计采用了互联结构。形成对外统一的测试接口(主适配器),选用VPC公司的VXI互锁接收机,作为信号连接适配器。由于不同被测对象对外连接器各不相同,根据被测对象特征,设计子适配器,这种方式实现了整个测试系统资源的重复利用,提高了测试系统可扩展性和通用性。

6)PC-MBI卡

仿真1553B总线终端,实现与1553B总线模块接口通信和协议测试。

7)多路串口卡

1553B总线模块上CPU开发调试接口或测试接口。

3 故障诊断软件设计

3.1 故障诊断软件平台

故障诊断软件平台包括两类:一类是基于虚拟仪器的软件开发平台和用户操作人机交互接口;另一类是1553B总线模块内部CPU开发环境(186监控系统、CCStudio),根据CPU采用的芯片类型的不同,采用开发环境不同。CPU为80C186,开发环境为186监控系统;CPU为TMS320F240或TMS320F2812开发环境CCStudio。

虚拟仪器基于LabWhadows/CVI作为软件平台,该平台是美国NI公司开发一款交互式C语言开发平台,该软件功能强大、使用灵活的C语言平台用于数据采集分析和显示测控专业工具有机的结合起来。

3.2 测试软件设计

维修测试平台设计中,测试软件是整个维修测试平台的核心部分,其中TPS(Test Program Set,TPS)设计考虑模块化,标准化,通用化,可方便移植性于同系列其它1553B总线模块使用。同时TPS设计直接影响到测试覆盖的全面性,是否能够对故障点的准确定位。

测试软件主要包括对1553B总线模块通信功能和各个功能单元的测试。

分析1553B总线模块设计性能和功能指标,将1553B总线模块电路分割为最小功能单元电路。由于在1553B总线模块设计中双口存储器(DPRAM)作为子系统主机与模块通信控制器数据交互接口,所以将1553B总线模块功能单元分为四部分,第一部分为模块通信控制器电路测试;第二部分为子系统主机接口电路测试;第三部分为1553B协议接口电路测试;第四部分为复位电路测试,如图3所示。

 

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通信控制器电路测试包括:EPROM功能单元电路测试、RAM功能单元电路测试、CPU控制DPRAM(右口)电路测试,中断控制器,定时器功能电路测试和复位RTC计数器功能电路测试。

子系统主机接口电路测试包括:RTC功能单元电路测试、DPRAM(左口)电路测试。

以上功能单元组成了1553B模块各个故障定位的测试子集。

3.2.1 ERROM测试

将E]PROM内的数据读取进行校验,并将校验值与校验和相比较,一致则ERPOM功能正常。

3.2.2 RAM功能单元测试

采用典型测试数据方法,包括测试数据如下:步进1,0x0000、ox5555,0xaaaa,0xffff和存储器单元写入单元地址值。该测试方法对RAM的存储体进行了充分的测试,同时对RAM的地址总线和数据总线进行了有效的测试,例如总线是否短接或断路。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/1026/article_13675.html
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