某機載戰術態勢處理機測試設備的設計與實現

2016-06-17 01:27:00左清清梁爭爭王斌中國航空計算技術研究所

數碼世界 2016年5期

左清清梁爭爭王斌中國航空計算技術研究所

左清清梁爭爭王斌
中國航空計算技術研究所

摘要：簡要分析了某機載戰術態勢處理機的測試需求，介紹了一種基于PC機板卡的戰術態勢處理機測試設備的設計方法，以及基于VB的軟件開發。此測試設備的測試分為兩部分：一部分模擬飛機上其它子系統向被測件發送仿真數據，驗證被測件工作是否正常，另一部分驗證被測件LVDS視頻顯示信號輸出是否正常。測試結果以報表形式輸出。

關鍵詞：自動測試設備仿真數據視頻顯示信號

自動測試系統的快速發展，機載計算機的自動測試平臺也隨之升級，但鑒于應用范圍、適應能力、系統配置靈活性及使用和維護費用的考慮，選擇何種自動測試平臺，是依據被測對象的具體要求而定的。本文介紹的一種機載戰術態勢處理機測試設備的設計與實現，在選型上就是遵循縮短測試時間、降低成本的設計準則來滿足測試需求的。

1　被測系統功能介紹

戰術態勢處理機接收來自飛機上其它子系統的載機慣導數據或導航信息，形成飛機態勢信息畫面，并通過對電子地圖數據的實時匹配處理，以飛機為相對中心，在電子地圖背景上疊加顯示導航信息，送至飛機多功能顯示器進行顯示。具有接收和轉發GPS定位信息功能，從而為飛行人員提供直觀、實時、準確的導航和態勢畫面。戰術態勢處理機由CPU模塊、通訊模塊、電源模塊、母板及機箱組成。 CPU模塊是戰術態勢處理機的主處理器模塊，完成系統的數據處理及生成顯示圖象的功能，具有1路RS232串口、1路RS232串口，系統的操作系統、應用程序、地圖數據、自測試程序存儲在1G電子盤內，采用IDE接口對其訪問。通訊模塊實現三種功能：2路RS422串口完成載機慣導數據或導航信息接收和發送；1路RS422串口完成GPS數據接收發送；1路RS422串口完成GPS秒脈沖接收發送、顯示器周邊鍵信號接收處理電路（20個有效周邊鍵值）。電源模塊提供系統工作所需各種電壓，并提供掉電保護功能。戰術態勢處理機測試設備的設計需要滿足系統的所有功能、性能測試要求。

2　測試系統介紹

戰術態勢處理機測試設備硬件組成如下：（1）19英寸標準機柜；（2）工控機。主頻2.4GHz、內存512MB、硬盤80GB、液晶顯示器15英寸，駐留測試仿真軟件（模擬其他子系統向被測系統發送載機慣導數據或導航信息），測試被測系統是否能正常接收數據、處理數據、響應數據；（3） 6.4英寸LVDS液晶顯示器及導光板。液晶屏分辨率為： 640×480，導光板周邊鍵20個，完成被測系統LVDS信號顯示測試和周邊鍵響應測試；（4） A/ D轉換模塊（型號：PCL_818）：16路通道、12位精度、電壓輸入范圍-10～10V、轉換時間≤20μs，位于工控機ISA總線擴展槽上，完成對被測系統電源模塊輸入+28V，輸出+5V、 ±12V電壓測試；（ 5 ） 8 路 R S 4 2 2 串口卡（型號： M O X ACP_118U）。位于工控機的PCI總線擴展槽上，8路全雙工的RS422端口，最高速度可達到921.6kbps，完成仿真測試數據收發、 GPS數據收發。（6）直流可調電源。穩定輸出被測系統工作所需+28V直流電壓，設置電壓調節旋鈕、電壓表、電流表，顯示當前工作電壓和工作電流，設置電源指示燈。

3　測試方法

根據戰術態勢處理機具有的功能，測試設備的測試項目包括： CPU模塊性能測試；仿真數據功能測試及LVDS視頻信號顯示功能測試； GPS/GNS信息解算、定位功能測試；周邊鍵功能測試；電源模塊輸出測試。所有的測試項目都采用可視化測試界面直觀測試并保存測試結果，以便查詢。

3.1 CPU模塊性能測試

點擊測試軟件“自檢測試”鍵，界面顯示測試結果。 CPU模塊性能測試程序駐留在電子盤內，上電后通過按 “自檢測試”鍵調用測試程序，執行后通過RS232接口顯示測試結果，包括：CPU型號、主頻、 RAM容量、電子盤容量和剩余空間。

3.2 仿真數據功能測試及LVDS視頻信號顯示

功能測試被測系統上電后，打開工控機駐留測試仿真軟件，該軟件模擬其它子系統通過RS232接口向被測系統發送仿真導航、態勢信息，CPU模塊將接收到的數據信息處理并以LVDS信號傳輸方式發送至多功能顯示器顯示，若信息顯示正常，無花屏、無偏色、無抖動等現象，即RS422通訊接口和LVDS顯示測試合格，仿真數據發送采用高波特率460800 bps。

3.3 GPS/GNS信息解算、定位功能測試

被測系統通訊模塊上GPS信號處理芯片接收來自天線接收機的GPS信號，與電子地圖數據實時匹配后，在多功能顯示器上顯示當前定位信息（經緯度、時間、星數等）。若定位信息與當前位置相符，即定位功能正常。另通過點擊測試軟件“ GPS監控”鍵，測試設備通過 RS422接口接收被測系統輸出的實時GPS/GNS定位信息（波特率為19200 bps），進行分析、解算，在測試界面上實時顯示解算結果（包括GPS狀態、時間、經緯度、星數、 HDOP、真實方向、相對方向、水平高度和水平速度），測試設備通過內部的計數器對秒脈沖信號進行計數，并顯示計數結果。

3.4 周邊鍵功能測試

這項測試驗證多功能顯示器周邊鍵功能是否正常。測試設備多功能顯示器20個周邊鍵采用特制的金屬鍵盤制成，可以完整地對系統所有的功能鍵進行模擬和仿真，同時鍵盤處理程序返回的相應字可在測試設備軟件界面上有相應的指示（鍵盤處理程序駐留在通訊模塊上）。周邊鍵的傳輸協議采用RS422接口，波特率為9600bps。

3.5 電源模塊測試

測試設備設置1臺直流可調電源將220V交流電壓轉換為被測系統工作所需的28V直流電壓（18～32V可調）。系統工作電壓和工作電流采用兩個數字顯示表分別顯示，并設置電源供電指示燈，及提供電壓值測試孔。測試設備通過測試電纜，由測試設備的A/D模塊對被測系統電源的電壓、電流采樣測試，并對電源功耗進行計算。RS422模塊完成對被測系統工作所需電壓+5V、±12V、 +28V的測試。它屬于工控機的一個擴展板，位于工控機的ISA總線擴展槽上，在測試設備面板設有測量和校驗孔，可使用標準信號源對測試設備的A/D模塊采樣精度進行校驗。

4　軟件設計

測試設備軟件是基于CS結構并運行在WindowsXP系統上的應用軟件，采用VB開發環境。測試設備軟件由系統軟件、測試軟件以及系統開發環境組成。系統軟件包括Windows XP操作系統、各測試板卡設備驅動程序；測試軟件由可視化測試界面和被測系統各模塊的測試程序組成；系統開發環境用于開發Windows XP的設備驅動程序和測試軟件。

5　抗干擾設計

測試設備設計應對各種信號進行有效的屏蔽，使信號本身產生最小的電磁干擾，同時保護信號本身所受到的電磁干擾最小。具體方法是：測試設備內部使用一條最短的導線，將機柜與電源插座上的地相連，此導線不能用作電源的回路。測試設備電纜連接器尾夾上的壓緊螺釘與雙絞屏蔽線的屏蔽端連接在一起，用于視頻信號線的屏蔽。測試設備的所有金屬零件、屏蔽地、接插件外殼都應與機柜共地。