基于標準總線的航電系統測試與維護策略探討

肖紅玉

（中國航空工業集團公司上海航空測控技術研究所，上海 201600）

以標準測試總線為基礎的新型通用航空電子測試管理系統應具有系統通用性、集成性、可擴展性強的三個特點，對航空電子系統測試設備上的測試應用具有重要的指導意義，也有利于提高測試生產率、測試系統性能以及技術指標。

在分析常用航電總線異同點的基礎上，通過研究基于數據庫技術的航電總線信號測試和分析的方法，很好地解扶了航電在不同級別測試中的兼容性問題。

1 通用測試技術硬件體系結構

為了充分實現國際通用工業測試管理系統技術的通用智能、標準化、模塊化設計原則，在測試系統的硬件和軟件基礎設施設計中，使用國際標準接口總線的測試設備將模塊化組成的通用測試系統資源和網絡接口用作適配器。執行測試時，根據不同的測試硬件設備類型，只需選擇適合系統的硬件接口或適配器，即可輕松地重新配置軟件測試處理系統的配置硬件。完成系統中相應的硬件測試處理任務。航空電子系統硬件一般活動測試控制系統主要硬件由機箱、工業計算機、程序控制和電源控制系統、一般活動測試系統接口和活動接口、活動適配器等組成。

2 通用測試技術軟件體系結構

2.1 軟件結構設計

軟件平臺是新的windows 2000操作系統，用于開發軟件的工具都是用新的軟件平臺和語言編程的。根據任務管理要求，通用云檢測系統管理軟件可以提供用戶系統自檢、系統管理、數據系統管理、測試、系統功能擴展和專家系統診斷、通信過程控制、數據實時顯示、打印、在線用戶幫助等應用程序功能。還提供用戶系統開發、調試和安裝維護系統測試應用程序等其他應用程序功能。

2.2 系統應用程序功能和組件

系統管理應用程序通過集成和配置系統管理應用程序和每個測試設備及其系統測試管理器，以及配置相應的網絡接口測試適配器和相應的測試程序來實現系統測試管理功能。其中，測試系統管理應用程序門戶是調用各系統測試軟件程序的主要門戶，包括測試人類交互界面管理測試應用程序集成庫管理、測試程序數據庫集管理和測試用戶體驗管理等。

2.3 虛擬機管理程序

虛擬機管理程序人機界面由以下元素組成：

（1）單擊“關閉注冊登錄窗口”每次開始運行程序時，都會自動顯示注冊登錄窗口。只有輸入正確的密碼注冊登錄用戶名和注冊登陸帳戶密碼才能登錄。

（2）主菜單和實用程序選項欄主要包含選擇/終止正在運行的應用程序和測試應用程序、數據資源管理的功能。

（3）支持用戶登錄管理等測試功能的新選項通用自動測試操作程序界面3360支持功能包括手動選擇測試項目、啟動/停止自動測試、顯示所有測試操作過程和測量數據。

2.4 測試程序管理

測試程序管理包括以下功能：

（1）系統管理測試通用程序測試管理系統中需要配置的各種測試應用程序在測試系統的應用程序中，以程序列表的形式顯示在人機交互界面中。

（2）運行負載選擇測試程序。

（3）與其他測試應用程序交互，傳輸信息，傳遞過程控制，分析測試實驗結果。

2.5 數據管理

數據打印管理程序實現了測量系統自動化檢測、測量數據驗證、多種產品質量測試、數據管理顯示、數據管理打印等多種功能。大部分是系統數據打印存儲、數據打印查詢地圖顯示等兩種。

（1）測試數據庫的存儲庫：測試數據庫的存檔管理功能由手動測試程序自動執行。每個手動測試設備程序將測試設備產品名稱、編號、測試運行時間、操作員等相關測試設備信息和相關測試設備數據實時存儲在測試數據庫中。

（2）查詢數據，通過系統的應用程序界面自動顯示在系統子程序中，系統數據庫可以自動查詢滿足數據查詢顯示條件的所有系統測試結果數據，進行查詢顯示、分析和復印打印等。

2.6 用戶管理

通過系統登錄應用程序登錄，進入系統用戶登錄管理系統子程序，管理使用系統個人的所有已注冊用戶、密碼、權限、管理員使用權限、輔助權限等。

（1）測試操作員執行軟件測試管理任務、數據庫輸入庫。

（2）權限管理器：僅包含每個操作員的用戶權限，管理用戶數據權限和其他用戶權限。

2.7 測試編程

測試操作程序的執行是對要測試的裝置設備的各種故障測試。測試操作過程是隨機逐項執行每個設備測試項目的方式。選擇所有需要測試的設備后，進入裝置相應的設備測試操作界面。測試操作程序首先自動進入設備測試裝置配置設備界面，讀取所有與裝置相關的配置設備數據庫中的配置記錄處理數據。配置此設備以測試所有必需的裝置配置設備項目，并將裝置的相應配置數據直接寫入裝置的相應配置數據庫表中，為此次測試執行所有與設備相關的配置數據庫配置。當用戶接受異常測試處理指令時，測試處理程序首先自動對接口的適配器部分進行性能識別，通過測試后選擇并測試章節，性能正常后，將所有測試數據結果發送到存儲庫，測試結果指標不正確，進入性能指標異常數據處理測試子程序。

3 航電電子通信系統關鍵技術

3.1 航電電子通信系統層次架設技術

航電通用電子不同通信網絡拓撲系統結構主要為統一的在物理網絡層面內，航電通用電子不同通信模塊相互連接的拓撲結構。在現階段航電航天電子信息通信網絡拓撲系統結構設計運行中，主要類型包括單級網絡總線節點拓撲網絡結構、多單一級網絡總線節點拓撲網絡結構、多級網絡總線節點拓撲網絡結構等幾種拓撲類型。

其中單級通信總線電纜拓撲網絡結構主要為內部子網絡模塊處于統一通信總線下的電纜拓撲連接網絡形式，其主要技術應用于互聯網絡電子通信系統負載較低的大型電子信息通信網絡系統；而多單一級通信總線電纜拓撲網絡結構主要根據內部模塊通信頻繁復雜程度或系統功能特定的不同區別，將各自的子系統內部模塊進行兩個或兩個以上通信總線拓撲電纜的綜合劃分，其主要技術應用是由于子系統模塊類型數量相對較多且系統整體處于電子信息通信網絡系統內部通信鏈路負荷較重的通信情況。

多級通信總線電纜拓撲網絡結構主要為一個功能不同的兩級通信總線，通過一個下級通信總線對一個上級通信總線進行負責的連接形式，為一個局部具有防控性的電子系統中各功能通信單元模塊數量相對較多且與互聯網電子通信系統形式不同的各子模塊之間提供有效的通信幫助。

3.2 航電時鐘電子信號通信控制系統航電時鐘信號同步系統設計控制技術

在航電航天電子遠程通信控制系統內部，不同的各個模塊內部分別具有獨立計時運行的不同計時器和時鐘，其在模塊持續計時運行各個階段期間會同時受到多種環境因素的相互影響，從而容易導致各個模塊間不同計時器的時鐘誤差具有一定的精度計時時鐘誤差。

這種實際情況下，就必然需要充分利用航電航天電子自動通信控制系統中的時鐘信息同步系統設計控制技術，從時鐘信息系統傳輸、信息系統執行兩個設計模塊上來保證系統整體上和航電航天電子自動通信控制系統各個模塊間在設計時時鐘信息的一致統一性。

由于航電飛機電子飛行通信信息系統的獨特性，在利用電子航電通信信息系統整體時鐘運行同步數據設計處理技術得到應用的發展過程中，除了短運行時間和長間隔運行時鐘同步數據的設計規范統一，還特別需要有效保證航電飛機在整體運行時鐘過程中與其整體運行時鐘同步對時系統的穩定一致。

而對于時鐘自動同步計數設計分析機制的實際應用，則主要可以通過綜合分析考慮具有時鐘同步分辨率、時鐘同步計時器兩個不同方面影響因素，通過對每個時鐘同步計時器總線長度及其內部上下供電后自動同步計數器的頻率數值進行統計分析以及調控，可逐步分析獲得廣播總線和微控制器通過時鐘同步計時器調頻廣播工作周期的數值。

而通過對系統計時總線的微控制器與子系統模塊計時周期總體廣播期間時鐘技術計時器的進行統一計算處理，可統計得出各個子系統模塊在同樣計時周期中自身廣播時鐘設計技術參數值與系統總體廣播時鐘技術計時參數值間的誤差，從而大大便于其在整體計算誤差后對時鐘進行修整。需要特別注意的一點是，在航電航天電子遠程通信信息系統實際運行管理過程中，隨著航電時鐘周期計時器運行精確度設計要求的不斷提升其運行周期計時值也會呈現快速遞減變化狀態。

3.3 系統管理和維護

除備份外，還必須嚴格記錄系統應用程序的特定更改，記錄過程必須受到嚴格限制。嚴格檢測整個系統功能，特別是各級權限。嚴格規范各種系統，根據實際需要，第一時間更新修改系統。部分設備處于操作階段或維修狀態，需要選擇維護和隔離的科學方法。

基于標準測試總線的邊界掃描技術在主板和系統級別實施可能會進一步影響維護階段。主要原因有兩個。首先，系統故障的很大一部分歸結為錯誤的互連，而邊界掃描技術的主要用途之一是互連測試。其次，技術人員更換了主板，糾正了很多系統故障。重新測試返回的板，就可以解決其故障問題。

擁有板級和系統級測試結構，可以重復使用這些結構，進行更好的測試和診斷。這意味著對用戶更好的系統可用性，維護開銷更小。

在工作站運行期間也可能發生一系列故障。在此背景下，考慮到問題解決和服務工作，應該監視正常運營和運營站的順序運營。為了解決故障問題，應該根據設備的實際操作情況，選擇正確的方法進行嚴格的調查。操作員站不能正常工作時，應通過斷電方法或電路控制器調整及時停止工作。不斷完善系統、設備監督制度等，使系統運行更加安全穩定。選擇消除中央處理器、設備電源燈故障問題，縮短故障診斷時間的有效方法。

4 結束語

本文分析設計了基于標準通用總線的通用網絡測試系統技術，建立了基于標準通用總線的通用系統測試技術系統。此外，還系統地設計了通用總線測試技術系統的硬件和軟件基礎設施、系統測試應用程序和測試過程優化測試等所有要素。遵循通用總線、標準化、模塊化系統設計管理思路，完成通用總線測試技術系統的總體設計。

實際測試應用表明，通用測量測試航空電子系統軟件具有通用性、集成性、可擴展性、測試系統性能好、安裝維護方便等特點，能夠完全滿足通用航空電子系統的各種通用測量測試系統要求。

總之，航空總線技術在航空電子產品的設計、開發、檢查、維護等整個生命周期中發揮著越來越重要的作用。