左清清 梁爭爭 王斌中國航空計算技術(shù)研究所

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某機載戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機測試設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)

左清清 梁爭爭 王斌
中國航空計算技術(shù)研究所

摘要：簡要分析了某機載戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機的測試需求，介紹了一種基于PC機板卡的戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機測試設(shè)備的設(shè)計方法，以及基于VB的軟件開發(fā)。此測試設(shè)備的測試分為兩部分：一部分模擬飛機上其它子系統(tǒng)向被測件發(fā)送仿真數(shù)據(jù)，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(jié)果以報表形式輸出。

關(guān)鍵詞：自動測試設(shè)備 仿真數(shù)據(jù) 視頻顯示信號

自動測試系統(tǒng)的快速發(fā)展，機載計算機的自動測試平臺也隨之升級，但鑒于應(yīng)用范圍、適應(yīng)能力、系統(tǒng)配置靈活性及使用和維護(hù)費用的考慮，選擇何種自動測試平臺，是依據(jù)被測對象的具體要求而定的。本文介紹的一種機載戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機測試設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)，在選型上就是遵循縮短測試時間、降低成本的設(shè)計準(zhǔn)則來滿足測試需求的。

1　被測系統(tǒng)功能介紹

戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機接收來自飛機上其它子系統(tǒng)的載機慣導(dǎo)數(shù)據(jù)或?qū)Ш叫畔?，形成飛機態(tài)勢信息畫面，并通過對電子地圖數(shù)據(jù)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(dǎo)航信息，送至飛機多功能顯示器進(jìn)行顯示。具有接收和轉(zhuǎn)發(fā)GPS定位信息功能，從而為飛行人員提供直觀、實時、準(zhǔn)確的導(dǎo)航和態(tài)勢畫面。戰(zhàn)術(shù)態(tài)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(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機的主處理器模塊，完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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(tǒng)的操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、地圖數(shù)據(jù)、自測試程序存儲在1G電子盤內(nèi)，采用IDE接口對其訪問。通訊模塊實現(xiàn)三種功能：2路RS422串口完成載機慣導(dǎo)數(shù)據(jù)或?qū)Ш叫畔⒔邮蘸桶l(fā)送；1路RS422串口完成GPS數(shù)據(jù)接收發(fā)送；1路RS422串口完成GPS秒脈沖接收發(fā)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(tǒng)工作所需各種電壓，并提供掉電保護(hù)功能。戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機測試設(shè)備的設(shè)計需要滿足系統(tǒng)的所有功能、性能測試要求。

2　測試系統(tǒng)介紹

戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機測試設(shè)備硬件組成如下：（1）19英寸標(biāo)準(zhǔn)機柜；（2）工控機。主頻2.4GHz、內(nèi)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(tǒng)向被測系統(tǒng)發(fā)送載機慣導(dǎo)數(shù)據(jù)或?qū)Ш叫畔ⅲ?，測試被測系統(tǒng)是否能正常接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、響應(yīng)數(shù)據(jù)；（3） 6.4英寸LVDS液晶顯示器及導(dǎo)光板。液晶屏分辨率為： 640×480，導(dǎo)光板周邊鍵20個，完成被測系統(tǒng)LVDS信號顯示測試和周邊鍵響應(yīng)測試；（4） A/ D轉(zhuǎn)換模塊（型號：PCL_818）：16路通道、12位精度、電壓輸入范圍-10～10V、轉(zhuǎn)換時間≤20μs，位于工控機ISA總線擴展槽上，完成對被測系統(tǒng)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(dá)到921.6kbps，完成仿真測試數(shù)據(jù)收發(fā)、 GPS數(shù)據(jù)收發(fā)。（6）直流可調(diào)電源。穩(wěn)定輸出被測系統(tǒng)工作所需+28V直流電壓，設(shè)置電壓調(diào)節(jié)旋鈕、電壓表、電流表，顯示當(dāng)前工作電壓和工作電流，設(shè)置電源指示燈。

3　測試方法

根據(jù)戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢處理機具有的功能，測試設(shè)備的測試項目包括： CPU模塊性能測試；仿真數(shù)據(jù)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(jié)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(jié)果。 CPU模塊性能測試程序駐留在電子盤內(nèi)，上電后通過按 “自檢測試”鍵調(diào)用測試程序，執(zhí)行后通過RS232接口顯示測試結(jié)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(shù)據(jù)功能測試及LVDS視頻信號顯示

功能測試被測系統(tǒng)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(tǒng)通過RS232接口向被測系統(tǒng)發(fā)送仿真導(dǎo)航、態(tài)勢信息，CPU模塊將接收到的數(shù)據(jù)信息處理并以LVDS信號傳輸方式發(fā)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(xiàn)象，即RS422通訊接口和LVDS顯示測試合格，仿真數(shù)據(jù)發(fā)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(tǒng)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(shù)據(jù)實時匹配后，在多功能顯示器上顯示當(dāng)前定位信息（經(jīng)緯度、時間、星數(shù)等）。若定位信息與當(dāng)前位置相符，即定位功能正常。另通過點擊測試軟件“ GPS監(jiān)控”鍵，測試設(shè)備 通 過 RS422接 口 接 收 被 測 系 統(tǒng)輸 出 的 實 時GPS/GNS定位信息（波特率為19200 bps），進(jìn)行分析、解算，在測試界面上實時顯示解算結(jié)果（包括GPS狀態(tài)、時間、經(jīng)緯度、星數(shù)、 HDOP、真實方向、相對方向、水平高度和水平速度），測試設(shè)備通過內(nèi)部的計數(shù)器對秒脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，并顯示計數(shù)結(jié)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(shè)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(tǒng)所有的功能鍵進(jìn)行模擬和仿真，同時鍵盤處理程序返回的相應(yīng)字可在測試設(shè)備軟件界面上有相應(yīng)的指示（鍵盤處理程序駐留在通訊模塊上）。周邊鍵的傳輸協(xié)議采用RS422接口，波特率為9600bps。

3.5 電源模塊測試

測試設(shè)備設(shè)置1臺直流可調(diào)電源將220V交流電壓轉(zhuǎn)換為被測系統(tǒng)工作所需的28V直流電壓（18～32V可調(diào)）。系統(tǒng)工作電壓和工作電流采用兩個數(shù)字顯示表分別顯示，并設(shè)置電源供電指示燈，及提供電壓值測試孔。測試設(shè)備通過測試電纜，由測試設(shè)備的A/D模塊對被測系統(tǒng)電源的電壓、電流采樣測試，并對電源功耗進(jìn)行計算。RS422模塊完成對被測系統(tǒng)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(shè)備面板設(shè)有測量和校驗孔，可使用標(biāo)準(zhǔn)信號源對測試設(shè)備的A/D模塊采樣精度進(jìn)行校驗。

4　軟件設(shè)計

測試設(shè)備軟件是基于CS結(jié)構(gòu)并運行在WindowsXP系統(tǒng)上的應(yīng)用軟件，采用VB開發(fā)環(huán)境。測試設(shè)備軟件由系統(tǒng)軟件、測試軟件以及系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境組成。系統(tǒng)軟件包括Windows XP操作系統(tǒng)、各測試板卡設(shè)備驅(qū)動程序；測試軟件由可視化測試界面和被測系統(tǒng)各模塊的測試程序組成；系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境用于開發(fā)Windows XP的設(shè)備驅(qū)動程序和測試軟件。

5　抗干擾設(shè)計

測試設(shè)備設(shè)計應(yīng)對各種信號進(jìn)行有效的屏蔽，使信號本身產(chǎn)生最小的電磁干擾，同時保護(hù)信號本身所受到的電磁干擾最小。具體方法是：測試設(shè)備內(nèi)部使用一條最短的導(dǎo)線，將機柜與電源插座上的地相連，此導(dǎo)線不能用作電源的回路。測試設(shè)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(shè)備的所有金屬零件、屏蔽地、接插件外殼都應(yīng)與機柜共地。

6　結(jié)束語

本測試設(shè)備模擬機上其它子系統(tǒng)向被測件發(fā)送測試仿真數(shù)據(jù)，并接收、判定測試結(jié)果的正確性，完成對被測件功能、性能的全面測試。本設(shè)計從硬件系統(tǒng)集成到軟件開發(fā)都遵循了通用化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計思想，適用于多種型號態(tài)勢機系列化產(chǎn)品的生產(chǎn)、調(diào)試。

參考文獻(xiàn)

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