王濤 張大磊 沙東兵

【摘 ?要】對(duì)于綜合化程度高的先進(jìn)飛機(jī)，硬件設(shè)備通用化、集成化、模塊化設(shè)計(jì)是主推思想，促發(fā)了各功能物理接口之間越發(fā)復(fù)雜的交叉，為避免出現(xiàn)一個(gè)模塊故障，造成多設(shè)備報(bào)故并難以隔離的情況，需要求各模塊化功能設(shè)備具有良好的測(cè)試性，能夠快速準(zhǔn)確的定位并隔離故障，便于維護(hù)。建立一個(gè)良好測(cè)試性的基礎(chǔ)則是采用一個(gè)完備的BIT設(shè)計(jì)。本文針對(duì)機(jī)載模塊化短波功能設(shè)備對(duì)一種可行的BIT（機(jī)內(nèi)自測(cè)試）設(shè)計(jì)方法[1]完成解析，該方法可以提升短波功能設(shè)備的測(cè)試性水平，滿足飛機(jī)的使用要求。

【關(guān)鍵詞】BIT;測(cè)試性;測(cè)試點(diǎn)

1引言

隨著機(jī)載設(shè)備綜合化、集成化設(shè)計(jì)程度的不斷深入[2]，短波機(jī)載電子設(shè)備與其它功能設(shè)備的交聯(lián)性卻越來越強(qiáng)。自身功能系統(tǒng)組成和綜合航電系統(tǒng)功能線程組成均屬于串聯(lián)結(jié)構(gòu)，若BIT設(shè)計(jì)不符合使用環(huán)境需求或其完備程度較低，極容易造成短波功能設(shè)備測(cè)試性差，出現(xiàn)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的情況，即短波故障造成系統(tǒng)多功能模塊報(bào)故。因此，短波功能設(shè)備設(shè)計(jì)必須注重的BIT設(shè)計(jì)。

2BIT要素及流程設(shè)計(jì)

2.1BIT要素

對(duì)于短波功能設(shè)備而言，可能的故障電路或故障模式難以窮盡，在進(jìn)行BIT設(shè)計(jì)時(shí)，如果把全部因素都設(shè)計(jì)考慮進(jìn)去，將使BIT的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，難以體現(xiàn)BIT的優(yōu)勢(shì)，甚至?xí)?duì)機(jī)載航電系統(tǒng)造成負(fù)面影響。因此，必須考慮工作的可靠性，確定影響系統(tǒng)可靠性的主要因素，并作為BIT的測(cè)試重點(diǎn)，從而達(dá)到提高系統(tǒng)的任務(wù)可靠性、測(cè)試性的目的。

測(cè)試重點(diǎn)既BIT要素設(shè)計(jì)，具體為測(cè)試點(diǎn)的選取，此為判斷BIT設(shè)計(jì)是否完善的基本條件。測(cè)試點(diǎn)選取以FMEA和FMECA的分析結(jié)果為依據(jù)，針對(duì)設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，重點(diǎn)分析故障率高和影響預(yù)定通信功能實(shí)現(xiàn)的故障模式并設(shè)定為測(cè)試重點(diǎn)，如工作電源、接口、激勵(lì)信號(hào)、射頻信號(hào)功率和駐波狀態(tài)等。

2.2BIT流程

短波功能設(shè)備BIT流程設(shè)計(jì)主要是其所屬LRM/LRU設(shè)備在綜合航電系統(tǒng)下自檢流程，可分為自上而下和自下而上兩種工作流程。

自上而下工作流程是由綜合航電系統(tǒng)發(fā)起，短波功能設(shè)備響應(yīng)，收集LRM/LRU設(shè)備的狀態(tài)并回饋結(jié)果的過程。

自下而上工作流程是由短波功能設(shè)備自身發(fā)起，匯總LRM/LRU設(shè)備狀態(tài)自檢結(jié)果至綜合航電系統(tǒng)的過程。

3BIT模式設(shè)計(jì)

為了掌握短波功能設(shè)備在綜合航電系統(tǒng)下全工作周期的狀態(tài)信息，并根據(jù)信息完成狀態(tài)的綜合診斷[3]，機(jī)載模塊化短波功能設(shè)備設(shè)計(jì)有三種BIT模式，包括加電BIT、周期BIT和維護(hù)BIT。

3.1加電BIT

加電BIT是飛機(jī)在地面，短波功能設(shè)備初始加電或掉電后重新上電時(shí)進(jìn)行的。加電BIT主要為短波功能設(shè)備加電初始配置提供依據(jù)，并檢測(cè)短波功能設(shè)備配置完成后的狀態(tài)，檢測(cè)健康狀態(tài)，主要為地勤人員提供短波功能設(shè)備上電后的健康信息。該過程即可自上而下，亦可自下而上。

3.2周期BIT

周期BIT是在短波功能設(shè)備運(yùn)行過程中由自身自動(dòng)的、實(shí)時(shí)的進(jìn)行，周期BIT是唯一在整個(gè)飛行過程中均要進(jìn)行的BIT。周期BIT通過預(yù)先設(shè)置的測(cè)試點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控短波功能設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)功能的狀態(tài)，為短波功能設(shè)備判斷工作狀態(tài)的正常與否提供最初步的依據(jù)。屬于自下而上工作流程。

3.3維護(hù)BIT

維護(hù)BIT是飛機(jī)在地面任務(wù)準(zhǔn)備階段，由地勤人員或機(jī)組成員啟動(dòng)的。對(duì)短波功能設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能的全面檢測(cè)。維護(hù)BIT主要為起飛前的短波功能設(shè)備檢測(cè)提供手段，能夠快速的給出短波功能設(shè)備的健康狀況，提供一定的故障檢測(cè)、定位隔離能力。屬于自上而下工作流程。

4BIT設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

4.1健壯性設(shè)計(jì)

短波功能設(shè)備在進(jìn)行BIT設(shè)計(jì)時(shí)，涉及到多LRM/LRU協(xié)同工作，因此，在實(shí)現(xiàn)設(shè)備收發(fā)狀態(tài)控制和自檢結(jié)果回傳要進(jìn)行合理的指令時(shí)延;在進(jìn)行BIT自檢時(shí)，對(duì)測(cè)試點(diǎn)的檢測(cè)，要采用多次對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行判斷的方式，并且對(duì)于采樣信號(hào)的判別門限也要結(jié)合使用實(shí)際選取，過高或過低均可能對(duì)自檢結(jié)果造成負(fù)面影響。以上方式可有效降低短波功能設(shè)備虛警的產(chǎn)生概率。

4.2合理運(yùn)用時(shí)間，做好自檢準(zhǔn)備工作設(shè)計(jì)

綜合航電系統(tǒng)上電啟動(dòng)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)于短波功能設(shè)備，短波功能設(shè)備在具備工作條件后，可根據(jù)需要先完成自檢信道的工作預(yù)準(zhǔn)備，并存儲(chǔ)該工作狀態(tài)。在系統(tǒng)發(fā)起維護(hù)BIT時(shí)，直接調(diào)用存儲(chǔ)工作狀態(tài)，并啟動(dòng)自檢，實(shí)現(xiàn)快速上報(bào)自檢結(jié)果目的，避免出現(xiàn)準(zhǔn)備時(shí)間占用自檢時(shí)間導(dǎo)致自檢超時(shí)的故障。

4.3 BIT自檢電路比例設(shè)計(jì)

BIT自檢電路的設(shè)計(jì)在于精。一般，BIT自檢電路的設(shè)計(jì)規(guī)模不應(yīng)超過總電路設(shè)計(jì)規(guī)模的30%，失效率要低于被檢測(cè)電路4倍，保證不因?yàn)樽詸z電路過于龐大而導(dǎo)致設(shè)備的故障率整體提升，降低設(shè)備的可靠性。

控制BIT自檢電路比例的設(shè)計(jì)原則。

1）最大程度采用數(shù)字電路完成激勵(lì)信號(hào)自檢，最大程度降低采用模擬電路實(shí)現(xiàn)自檢;

2）除特別關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)外，減少射頻信號(hào)的冗余自檢電路設(shè)計(jì);

3）合理選擇測(cè)試點(diǎn)，結(jié)合軟件邏輯判別，實(shí)現(xiàn)故障隔離，達(dá)到自檢電路的最高效使用。

5結(jié)束語

在機(jī)載綜合航電系統(tǒng)中如何合理規(guī)劃短波功能設(shè)備BIT的設(shè)計(jì)流程，至今仍需進(jìn)一步提升，也是PHM技術(shù)發(fā)展的需求之一[4]。本文針對(duì)機(jī)載模塊化短波功能設(shè)備的BIT設(shè)計(jì)，首先分析了BIT設(shè)計(jì)要素和流程，并根據(jù)作者研發(fā)工作經(jīng)歷，對(duì)一種機(jī)載模塊化短波功能設(shè)備全工作周期BIT模式設(shè)計(jì)方案完成解析;最后，總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)提出注意事項(xiàng)，起到一定的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉泓韜，石君友，李海偉.航電產(chǎn)品BIT研制流程設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J].工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2013，10：419-426.

[2]孫文杰.基于功能綜合的模塊化通信導(dǎo)航識(shí)別系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)[J].電訊技術(shù)，2016，01：67-70.

[3]文佳.基于多信號(hào)模型的綜合化航電系統(tǒng)綜合診斷算法設(shè)計(jì)[J].電訊技術(shù)，2014，03：361-367.

[4]田仲，石君友.系統(tǒng)測(cè)試性設(shè)計(jì)分析與驗(yàn)證[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2003：41-57.

作者簡(jiǎn)介：

王濤（1985-），吉林蛟河人，工程師，現(xiàn)在從事無線電電子線路設(shè)計(jì)工作，主要研究方向：短波通信

（作者單位：陜西烽火電子股份有限公司）