胡宇 文永康 劉道煦

摘 要 隨著二級維修體制的改革推進(jìn)，對外場原位測試設(shè)備的需求愈發(fā)顯著，也對其提出了更高的要求。為適應(yīng)外場測試維修保障需求，滿足“三化”要求，文章提出了通用小型化外場自動測試平臺的設(shè)計(jì)思路，并描述了平臺的系統(tǒng)架構(gòu)、硬件設(shè)計(jì)、軟件平臺以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 PATE；ATML；IETM；PXI；可更換接口適配器

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）220-0112-04

為適應(yīng)新形勢下訓(xùn)練作戰(zhàn)的需求，降低保障規(guī)模，提高保障效率，我軍傳統(tǒng)的三級維修體制正在向二級維修體制轉(zhuǎn)變。二級維修體制的核心是現(xiàn)場原位保障，綜合利用BIT、CBM（基于狀態(tài)的維修）、IETM（交互式電子手冊）和PMA等多種手段，實(shí)現(xiàn)快速測試、檢測和診斷，解決武器裝備維修和維護(hù)保障問題，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗力的快速提升。體積小、重量輕，通用化、綜合化的現(xiàn)場檢測檢測設(shè)備將在今后武器裝備保障中起著重要的作用。

目前，針對外場原位檢測的測試資源主要包括通用儀器和各種專用測試設(shè)備，這些儀器設(shè)備形式多樣、功能單一，難以滿足“三化”要求。因此急需一種通用化平臺，構(gòu)建架構(gòu)統(tǒng)一、易于擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)化外場檢測設(shè)備。

1 平臺架構(gòu)

通用小型化外場自動測試平臺是基于現(xiàn)場原位測試的通用化、小型化平臺，由PATE（便攜式自動化測試設(shè)備）、可更換接口適配器和軟件平臺組成，如圖1所示。

PATE采用標(biāo)準(zhǔn)PXI總線架構(gòu)，內(nèi)置控制器和模塊化儀器，利用觸摸屏進(jìn)行操控?？筛鶕?jù)需要配置通用或?qū)Ｓ肞XI模塊儀器，構(gòu)成不同類型的測試平臺以適應(yīng)各種武器裝備的測試需求。

可更換接口適配器是在傳統(tǒng)ATE接口適配器的基礎(chǔ)上進(jìn)行小型化改進(jìn)設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，可通過更換接口適配器或適配板實(shí)現(xiàn)多種UUT的電氣連接，提高平臺的可擴(kuò)展能力。

軟件平臺包括IETM平臺、TPS開發(fā)運(yùn)行平臺。IETM平臺由管理平臺、創(chuàng)編平臺、瀏覽平臺組成。TPS開發(fā)運(yùn)行平臺基于先進(jìn)的AMTL標(biāo)準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)TPS開發(fā)、管理及運(yùn)行。

2 硬件設(shè)計(jì)

PATE由直流28V電源供電，需配置一塊高性能的控制器，并提供4個(gè)用戶槽；對外提供RS232串口、USB接口、以太網(wǎng)接口、PS/2接口；接口適配器信號容量不小于64路低頻、6路射頻。

PATE外置電源適配器，將220V交流電源轉(zhuǎn)換為28V直流電源；主機(jī)內(nèi)部包含PXI背板、DC/DC電源模塊、控制器、觸屏顯示器和信號轉(zhuǎn)接板等主要部件；接口適配器主要由接口適配板、信號轉(zhuǎn)接板和接口面板等組成。硬件原理框圖如圖2所示。

220V交流電源經(jīng)AC/DC電源適配器轉(zhuǎn)換為28V直流電，為DC/DC電源模塊供電。DC/DC電源模塊將28V電源轉(zhuǎn)換為PXI總線所需的±12V、+5V、+3.3V電源，為控制器、儀器模塊和觸屏顯示器供電。

控制器輸出VGA視頻信號顯示于觸屏顯示器上，操作者點(diǎn)擊觸摸屏，操控模塊儀器軟面板或測試軟件，通過USB總線將操控信息傳送到控制器，控制模塊儀器輸出激勵(lì)信號或測量被測信號。激勵(lì)信號依次經(jīng)過信號轉(zhuǎn)接板1（主機(jī)內(nèi)）、可更換接口適配板、信號轉(zhuǎn)接板2（適配器內(nèi)）輸出到UUT；反之，被測信號依次經(jīng)過信號轉(zhuǎn)接板2（適配器內(nèi)）、接口適配板、信號轉(zhuǎn)接板1（主機(jī)內(nèi)）輸入到模塊儀器。平臺硬件基本配置如表1所示。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 IETM平臺

IETM平臺采用成熟貨架產(chǎn)品，包含管理平臺、創(chuàng)編平臺和瀏覽平臺，用于被測設(shè)備（UUT）的IETM開發(fā)和瀏覽。

管理平臺實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目創(chuàng)建及管理，包括SNS結(jié)構(gòu)構(gòu)建、項(xiàng)目管理、系統(tǒng)管理、工作流程配置管理、資源管理、數(shù)據(jù)模塊管理、編碼管理和版本管理等功能，還具備查詢統(tǒng)計(jì)和發(fā)布出版等功能，如圖3所示。

創(chuàng)編平臺用于具體內(nèi)容的開發(fā)和編輯，采用圖形化的開發(fā)方式，可自動生成數(shù)據(jù)模塊模板。支持文本編輯、圖形編輯、表格編輯和多媒體資料開發(fā)。具備數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、協(xié)同開發(fā)功能，提高開發(fā)效率。創(chuàng)編平臺功能視圖如圖4所示。

瀏覽平臺用于IETM的運(yùn)行、內(nèi)容瀏覽和交互式操作等。具有模塊瀏覽、手冊導(dǎo)航、搜索定位、書簽和注釋等功能。通過權(quán)限控制、訪問控制，保護(hù)技術(shù)資料，避免信息泄漏。瀏覽平臺功能視圖如圖5所示。

3.2 TPS開發(fā)運(yùn)行平臺

TPS開發(fā)運(yùn)行平臺全面支持ATML系列標(biāo)準(zhǔn)，包括IEEE1641、IEEE1671.1、IEEE1671.2、IEEE1671.3、IEEE1671.4、IEEE1671.5、IEEE1671.6、IEEE1636.1和IEEE1232等。TPS開發(fā)運(yùn)行平臺工作原理如圖6所示。

TPS開發(fā)平臺集成多種用戶工具，用于輔助開發(fā)者設(shè)計(jì)，將測試配置、測試描述、儀器描述、測試站描述、適配器描述、UUT描述、診斷模型等要素自動生成符合ATML標(biāo)準(zhǔn)的XML文件。

軟件平臺讀取測試描述、儀器描述等文件轉(zhuǎn)換為C語言程序代碼，并編譯成測試程序動態(tài)鏈接庫和儀器驅(qū)動程序動態(tài)鏈接庫。運(yùn)行環(huán)境引擎根據(jù)測試描述文件調(diào)用測試程序動態(tài)鏈接庫，資源管理器調(diào)用儀器驅(qū)動程序動態(tài)鏈接庫控制測試儀器，完成UUT的測試。運(yùn)行環(huán)境引擎按照IEEE1631.1標(biāo)準(zhǔn)輸出測試結(jié)果，診斷推理機(jī)讀取測試結(jié)果文件、診斷模型文件完成UUT的故障診斷。

3.3 診斷與排故

3.3.1 交互測試診斷程序

采用程序驅(qū)動式診斷方式，利用測試程序控制儀器輸出激勵(lì)信號，并測量被測設(shè)備輸出信號，或通過總線接口讀取設(shè)備故障信息（BIT），由程序自動判斷故障原因，并在IETM中顯示故障排除方法。

3.3.2 儀器面板

用于簡單交互式診斷，根據(jù)IETM提示操作儀器面板手動測試，將裝備實(shí)際故障現(xiàn)象與IETM中的故障信息進(jìn)行比較并做出判斷（如是或否）從而初步確定裝備的故障。儀器面板采用按鈕、圖形、文本框等實(shí)現(xiàn)萬用表、示波器、任意波形發(fā)生器、射頻信號源、射頻信號分析儀的操控。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)備采用便攜式加固設(shè)計(jì)，傳導(dǎo)散熱方式，適合于外場使用。設(shè)備各連接端面、結(jié)合面均嵌入導(dǎo)電橡膠條，連接器在裝配完好后，進(jìn)行密封處理，保證整體密封及屏蔽效果。機(jī)箱選用優(yōu)質(zhì)的鋁合材料金加工，表面導(dǎo)電氧化后噴漆處理。設(shè)備外形如圖7所示。

機(jī)箱內(nèi)部模塊、部件利用鎖緊條和螺紋連接，保證牢固可靠。機(jī)箱內(nèi)部所有線纜采用快拆式連接。所有內(nèi)部接線均布置在前面板和模塊之間，線纜使用固線夾通過螺釘連接固定于下蓋板上。設(shè)備爆炸圖如圖8所示。

5 結(jié)論

本平臺基于PXI總線構(gòu)建了一種通用小型化外場自動測試系統(tǒng)，具備ATE的測試資源、接口適配和軟件平臺三要素，在可互換適配器方面采用更換適配板的方式，減少適配器和電纜的配置數(shù)量；采用綜合化合成儀器，進(jìn)一步減小體積和重量，在有限的空間內(nèi)綜合數(shù)字多用表、示波器、任意波形發(fā)生器、射頻信號源和射頻信號分析儀、開關(guān)矩陣等多種儀器。針對現(xiàn)場便攜式檢測需求，通過TPS的開發(fā)方式可完成多種裝備的測試，可成為一種現(xiàn)場便攜檢測設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)平臺。體積、重量、價(jià)格等大大降低，兼?zhèn)渫ㄓ眯?、互換性和可擴(kuò)展性等優(yōu)勢，可滿足快速開發(fā)現(xiàn)場檢測設(shè)備的要求。