某型裝備測試無429數(shù)據(jù)故障的分析與排除

■ 黃巖 寧振峰 付強(qiáng) 高媛/國營洛陽丹城無線電廠

1 故障現(xiàn)象

某型裝備在部隊(duì)測試和入廠測試時，“主動通道自檢正常”“無線電修正通道自檢正常”“裝備準(zhǔn)備好”三個測試參數(shù)不合格，分析認(rèn)為是一艙故障。分解裝備后對一艙進(jìn)行測試，“主動通道自檢時間”和“修正通道自檢時間”不合格、一艙無429數(shù)據(jù)輸出。

2 故障分析

2.1 排查故障分組件

一艙整個工作時序如下：載機(jī)掛載裝備起飛后，載機(jī)加來“預(yù)熱”指令，此時載機(jī)的供電使一艙的陀螺、晶振恒溫器和速調(diào)管燈絲處于通電工作狀態(tài)，即一艙處于“加溫”狀態(tài)。裝備發(fā)射前，載機(jī)加來“準(zhǔn)備”指令，此時載機(jī)給一艙全面供電（但不加發(fā)射機(jī)高壓），一艙進(jìn)行自檢，正常時給出“主動通道準(zhǔn)備好”信號。同時，無線電修正通道也進(jìn)行自檢，正常時給出“無線電修正通道準(zhǔn)備好”信號。

為了查明裝備故障原因，結(jié)合部隊(duì)測試結(jié)果和工廠一艙測試結(jié)果，建立了裝備“主動通道自檢正常”“無線電修正通道自檢正常”“裝備準(zhǔn)備好”三個測試參數(shù)不合格的故障樹（見圖1）。由圖1可知，裝備出現(xiàn)故障與3個底事件有關(guān)。

圖1 故障樹

對底事件逐一進(jìn)行排查。對故障一艙進(jìn)行測試時，雖然沒有429數(shù)據(jù)輸出，但測試設(shè)備可以采集到一艙的供電電壓和消耗電流，且都在正常范圍內(nèi)，證明供電系統(tǒng)正常。通過計(jì)算機(jī)分組件上的時鐘信號輸入端采集時鐘信號，時鐘信號正常，該時鐘信號是由頻率變換器及同步器提供，證明頻率變換器及同步器正常。最終，通過分析認(rèn)定是計(jì)算機(jī)分組件故障，現(xiàn)場更換工藝計(jì)算機(jī)后故障消失，證明了上述分析正確。

2.2 一艙計(jì)算機(jī)工作原理

一艙計(jì)算機(jī)由硬件和工作程序軟件組成，是一艙的控制中樞，通過運(yùn)行工作程序軟件來管理一艙的工作狀態(tài)和工作時序轉(zhuǎn)換。該組件系統(tǒng)復(fù)雜，功能強(qiáng)大，主要承擔(dān)對一艙各單元數(shù)據(jù)信號的采集、處理和控制任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)速度信息和角度信息的處理，控制一艙的其他功能分組件，完成對目標(biāo)的搜索、截獲和跟蹤，同時承擔(dān)與飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行通信協(xié)調(diào)的任務(wù)。

一艙計(jì)算機(jī)包括微處理器模塊電路板、信息輸入模塊電路板、信息輸出模塊電路板、串行口模塊電路板和四聯(lián)體插頭，每塊電路板中有一個內(nèi)總線插頭，所有內(nèi)總線插頭通過四聯(lián)體插頭連接在一起，各組成模塊通過四聯(lián)體插頭實(shí)現(xiàn)信息交換。一艙計(jì)算機(jī)微處理器模塊通過運(yùn)行內(nèi)部程序軟件，形成對一艙內(nèi)部各個功能分組件的控制信號。信息輸入模塊、信息輸出模塊和串行口模塊統(tǒng)稱接口模塊，其中，信息輸入模塊包括A/D和開關(guān)量輸入，信息輸出模塊包括D/A和開關(guān)量輸出，二者是微處理器模塊與一艙其他功能分組件之間的硬件接口；串行口模塊包括接收通道和發(fā)送通道，用于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交換。一艙計(jì)算機(jī)硬件組成原理如圖2所示。

圖2 一艙計(jì)算機(jī)硬件組成原理圖

3 故障定位

通過前期對一艙計(jì)算機(jī)分組件深修精修和軟件破譯項(xiàng)目的實(shí)施，項(xiàng)目組已經(jīng)對計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件程序有了較深入的了解。在故障一艙測試過程中，通過邏輯分析儀采集計(jì)算機(jī)地址和數(shù)據(jù)總線上的動態(tài)數(shù)據(jù)，對采集到的動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，具體步驟如下。

將四聯(lián)體插頭（內(nèi)總線擴(kuò)展模塊）從一艙計(jì)算機(jī)上移除，用專用采集線纜連接一艙計(jì)算機(jī)各板卡內(nèi)部總線接口，用邏輯分析儀的Pod1-15～0、Pod2-15～0飛線夾對應(yīng)連接到專用采集線纜的37針雙列插針上（見圖3），使用一艙總體性能測試系統(tǒng)對故障一艙加電測試；同時，用邏輯分析儀采集一艙計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線數(shù)據(jù)信息，記錄計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的軌跡，采集程序運(yùn)行時計(jì)算機(jī)地址和數(shù)據(jù)總線上的動態(tài)數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖4所示。

圖3 邏輯分析儀總線數(shù)據(jù)采集連接圖

圖4 故障一艙計(jì)算機(jī)的總線數(shù)據(jù)

通過前期的軟件破譯工作，分析出微處理器模塊的自檢程序涉及的主要地 址 有XXX0H、XXX1H、XXX0H、XXX6H、XXXDH、XXXEH、XXXFH、XXXFH、XXX0H、XXX0～XXXFH；信息輸入模塊的自檢程序涉及的主要地址有XXX0H～XXXFH、XXX9H、XXXFH、XXX0H； 信 息輸出模塊的自檢程序涉及的主要地址 有XXX0H～XXXFH、XXX0H、XXX0H、XXX0H；串行口模塊的自檢程序涉及的主要地址有XXX4H、XXX5H、XXX0H、XXX1H。計(jì)算機(jī)的四塊電路板從上到下依次為微處理器模塊電路板、信息輸入模塊電路板、信息輸出模塊電路板、串行口模塊電路板，計(jì)算機(jī)自檢程序也按照該順序依次運(yùn)行。對比采集到的總線數(shù)據(jù)與之前工藝計(jì)算機(jī)采集的總線數(shù)據(jù)可以看出，微處理器模塊和信息輸入模塊的自檢程序結(jié)果正常，而信息輸出模塊的自檢程序中地址XXX0H的運(yùn)行結(jié)果為XXX8H（見圖5），不符合該地址的正確運(yùn)行結(jié)果XXX0H。自檢程序運(yùn)行到這里開始出現(xiàn)異常，導(dǎo)致信息輸出模塊的后續(xù)自檢程序出錯，程序直接越過串行口模塊自檢程序跳轉(zhuǎn)到異常處理子程序，信息輸出模塊和串行口模塊的自檢失敗，不能向外發(fā)送429數(shù)據(jù)。

圖5 故障一艙計(jì)算機(jī)信息輸出模塊地址XXX0H的總線數(shù)據(jù)

使用專用采集線纜和專用電纜網(wǎng)將故障計(jì)算機(jī)的信息輸出模塊電路板和串行口模塊電路板替換為工藝計(jì)算機(jī)的相應(yīng)模塊電路板，故障現(xiàn)象依舊存在，因此初步分析為計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線（即四聯(lián)體插頭）故障。四聯(lián)體插頭內(nèi)部共有4個37針插頭，依次連接微處理器模塊、信息輸入模塊、信息輸出模塊、串行口模塊的內(nèi)部總線插座；4個37針插頭的插針兩兩短接（連接微處理器模塊內(nèi)部總線插座的37針插頭的第1針分別和信息輸入模塊、信息輸出模塊、串行口模塊的相應(yīng)37針插頭的第1針短接，剩下的第2針至第37針依次相互短接）。當(dāng)一艙開始工作時，首先執(zhí)行計(jì)算機(jī)內(nèi)部的自檢程序，程序執(zhí)行過程中地址信息和數(shù)據(jù)信息通過內(nèi)部總線進(jìn)行交換，微處理器模塊、信息輸入模塊、信息輸出模塊、串行口模塊的內(nèi)部總線通過四聯(lián)體插頭短接。

最終，通過數(shù)字萬用表測出，四聯(lián)體插頭內(nèi)部連接信息輸入模塊和信息輸出模塊的兩個插頭的第4個插針連接線斷路，程序直接越過串行口模塊自檢程序，跳轉(zhuǎn)到異常處理子程序，導(dǎo)致信息輸出模塊和串行口模塊的自檢失敗，不能向外發(fā)送429數(shù)據(jù)。更換四聯(lián)體插頭后故障排除，故障定位到最小單元。

4 結(jié)束語

四聯(lián)體插頭內(nèi)部連接信息輸入模塊和信息輸出模塊的兩個插頭的第4個插針連接線斷路時，信息輸入模塊在自檢子程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過內(nèi)部總線傳輸給信息輸出模塊時就會出錯，導(dǎo)致信息輸出模塊自檢失敗，自檢程序越過串行口自檢子程序，跳轉(zhuǎn)到異常處理子程序，導(dǎo)致串行口模塊不能進(jìn)行自檢，無法工作，不能向外發(fā)送429數(shù)據(jù)，最終導(dǎo)致一艙單獨(dú)測試時無429數(shù)據(jù)輸出，裝備整體測試時“主動通道自檢正常”“無線電修正通道自檢正常”“裝備準(zhǔn)備好”三個測試參數(shù)不合格。項(xiàng)目組利用前期計(jì)算機(jī)分組件深修精修和軟件破譯的工作成果，詳細(xì)分析故障原因和機(jī)理，成功定位并排除了故障。