測試性仿真技術在電子設備中的應用研究

趙文濤，梁亞萍

(1.陜西天鼎無線技術股份有限公司，陜西西安，710100；2.西安空間無線電技術研究所，陜西西安，710100）

關鍵字：測試性；TEAMS；建模

0 引言

隨著電子設備性能要求的日益提升，現代裝備的復雜程度越來越高，因此“五性”（測試性、可靠性、維修性、保障性、安全性）工作日益受到各單位的重視。測試性作為設備的一種設計特性，是武器裝備的重要設計特性[1]。

1 測試性概述

電子設備本身所具有的便于監控其工作狀況、易于進行故障診斷測試的特性，就是電子設備的測試性。也是產品能及時、準確地確定其狀態（可工作、不可工作或性能降低）并隔離其內部故障的一種設計特性。測試性設計的目的是為了提高產品自診斷和外部診斷能力，能方便、有效地確定產品狀態和隔離故障。

測試性參數主要有故障檢測率FDR（γFD）、故障隔離率FIR（γFI）、虛警率FAR和平均虛警間隔時間MTBFA。

2 測試性仿真

測試性仿真的目的是為了促進設備在研制階段的測試性設計工作深入、有效開展，確保測試性要求得到落實。更重要的是發現設計中存在的問題，為改進測試性設計、提高測試性設計水平提供依據[2]。測試性仿真評價技術可以在產品研制初期就開展實施，時效性好，所需軟硬件資源少，而且可以在設計初期發現測試性薄弱環節，及時實施改進，提高產品測試性水平。因此根據當前復雜電子產品測試性的需求，測試性仿真技術越來越得到廣泛地應用。

3 測試性仿真軟件

3.1 TEAMS軟件

最具代表性的測試性輔助設計及仿真評價工具是美國DSI公司的故障診斷軟件eXpress和QSI公司的測試性工程和維護軟件TEAMS。由于TEAMS更直觀，且軟件功能更完善，在行業內使用較為廣泛。TEAMS（Testability Engineering And Maintenance System）是用于測試性設計分析、診斷指標評估、診斷知識推理和可靠性維修性數據綜合的、基于多信號流模式的測試性分析和評估軟件。

3.2 建模流程

圖1 衛星通信系統的組成

使用TEAMS進行測試性建模的主要流程：（1）收集資料：進行測試性建模前，首先要進行相關信息的收集，主要包括設備、分系統、其他各個層次的可用信息[3]。（2）層次化模型：TEAMS軟件對模型劃分了8個層次，用戶可以根據需求，對同一個模型的不同層次進行靈活分析和評估。（3）添加模塊TEAMS通過分析層次化模型中的系統級功能，并關聯到多信號模型中的最底層模塊，建立完成信號走向圖，這是多信號模型建立成功與否的關鍵。

4 實例應用

該電子設備由兩個外場可更換單元（LRU）組成，分別是伺服系統和解調系統[4]。伺服系統是機械轉臺的控制部分，解調系統實現對數據的解調和音視頻數據的調制。各LRU底層的SRU劃分詳見圖1所示。

以伺服系統為例分別對LRU級進行建模。LRU主要由傳感器組（SRU）、DSP 板（SRU）和信號采集板（SRU）、組成，測試性模型如圖2所示。

圖2 伺服系統（LRU）測試性模型

本次建模所涉及的故障模式為BIT可檢測、人工可檢測（利用話機通話、觀看視頻的方式對話音輸出、視頻輸出等功能進行檢測）和BIT+測試設備可檢測的故障模式[5]。

建立的電子設備測試性仿真模型統計參數如表1所示。

表1 電子設備模型統計參數

連接（連線）數目 598層次數 4系統模式（工作模式）數 1故障源（底層單元）數 76與門數 0開關數 0

5 指標對比

該電子設備測試性指標要求：故障檢測率≥95%；隔離到1個SRU的故障隔離率≥90%，隔離到2個SRU的故障隔離率≥95%。測試性仿真結論如下：（1）電子設備基層級故障檢測率為96.05%，故障隔離率為100%；（2）電子設備中繼級隔離到1個SRU的故障隔離率為94.74%，隔離到2個SRU的故障隔離率為100%；

6 總結

本文提出基于多信號流圖模型的測試性分析評估方法，運用TEAMS軟件對某電子設備進行實例分析，仿真結果驗證了該方法的有效性和可行性，為設備測試性建模與分析提供了應用范例，有利于測試性建模分析工作的推廣應用，有較高的工程應用價值。