第2章CAT系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1、 CAT系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是決定CAT系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的總體構(gòu)造，包括各組件關(guān)系、功能分配、信息通過(guò)方式、輸入輸出方式等。本章主要介紹第一、二代 CAT體系結(jié)構(gòu)、分布式 CAT體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)含式 CAT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、微型化CAT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。1. 第一代 CAT體系結(jié)構(gòu) 第2章 CAT系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2. 第二代 CAT體系結(jié)構(gòu) （1）激勵(lì)信號(hào)可編程，激勵(lì)信號(hào)由激勵(lì)組件在程序 控制下形成；（2）響應(yīng)組件的功能和參數(shù)等可編程；（3）采用可編程多路開(kāi)關(guān)，控制信號(hào)的流動(dòng)方向；（4）軟件在線使用。在第一代CAT系統(tǒng)數(shù)據(jù)測(cè)量采集軟件運(yùn)行硬件完成計(jì)算機(jī)不參與運(yùn)行在不同階段計(jì)算機(jī)在離線狀態(tài)下開(kāi)始處理數(shù)據(jù)結(jié)束不能根據(jù)數(shù)據(jù)采集情況實(shí)時(shí)

2、地作出反應(yīng)第二代 CAT特點(diǎn)在第二代CAT系統(tǒng)計(jì)算機(jī)主要是軟件參與了檢測(cè)全過(guò)程潛在的資源得到充分發(fā)揮但也帶來(lái)了一些問(wèn)題檢測(cè)系統(tǒng)的確定性、可靠性和通用性顯著提高軟件費(fèi)用較高檢測(cè)速度一般低于第一代信號(hào)頻寬受軟件速度限制單項(xiàng)功能的精度一般不如專(zhuān)用的儀器CAT體系結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展方向有：分布式、內(nèi)含式、微型化第二代CAT系統(tǒng) 有不同類(lèi)型和層次的分布式CAT體系結(jié)構(gòu)。 1) 右圖 所示為多接口 CAT體系結(jié)構(gòu)，有多個(gè)接口，可同時(shí)對(duì) n個(gè)被測(cè)組件 UUT（Unit Under Test）進(jìn)行檢測(cè)。激勵(lì)組件 1n共用，由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一調(diào)度。這種結(jié)構(gòu)可以充分利用計(jì)算機(jī)，多用于n個(gè)組件是相同且檢測(cè)程序也相同時(shí)。多接口

3、 CAT系統(tǒng)3. 分布式 CAT體系結(jié)構(gòu)2) 當(dāng)若干個(gè)測(cè)試任務(wù)各不相同時(shí)，可應(yīng)用下圖 所示的多測(cè)試站式 CAT體系結(jié)構(gòu)，每個(gè)測(cè)試站有各自的激勵(lì)組件和測(cè)試組件，可以獨(dú)立地完成不同的測(cè)試任務(wù)。多檢測(cè)站 CAT系統(tǒng)分布式酒精庫(kù)微機(jī)計(jì)量管理系統(tǒng)多測(cè)試站式 CAT系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例分布式酒精庫(kù)微機(jī)計(jì)量管理系統(tǒng)a） 分級(jí)式CAT系統(tǒng)b） 分散式CAT系統(tǒng)c） 集成式CAT系統(tǒng)分級(jí)型系統(tǒng)可以是兩級(jí)系統(tǒng)、三級(jí)系統(tǒng)、多級(jí)系統(tǒng)。1）直接作用級(jí)2) 監(jiān)督控制級(jí)3）管理級(jí)具有實(shí)時(shí)處理和控制功能，計(jì)算機(jī)容量較小，不能進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。UUT激勵(lì)信號(hào)響應(yīng)信號(hào)采集監(jiān) 控督 制計(jì)算結(jié)果執(zhí) 行對(duì)1）級(jí)采集和預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、判決

4、、估值等，對(duì)檢測(cè)過(guò)程中發(fā)生的事故作出判斷、處理等，所用計(jì)算機(jī)有較大內(nèi)存。系統(tǒng)功能合并少二級(jí)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的檢測(cè)工作實(shí)施管理包括計(jì)劃、調(diào)度、存檔、檢索等，所用計(jì)算機(jī)更大容量的內(nèi)存和外存。繁多再分為兩級(jí)四級(jí)系統(tǒng)a）分級(jí)式CAT系統(tǒng)直接作用級(jí)選用單板機(jī)（從機(jī)），內(nèi)存4K，通過(guò)控制接口控制試驗(yàn)機(jī)?？刂乒芾砑?jí)選用微機(jī)（主機(jī)），主機(jī)與從機(jī)之間通過(guò)通信接口連接。一臺(tái)主機(jī)可有4個(gè)接口，一個(gè)通信接口可連接4臺(tái)從機(jī)?？紤]到分布式動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系中的通信特點(diǎn)是： 通信主要集中在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)由主機(jī)向從機(jī)傳送試驗(yàn)程序和數(shù)據(jù)，數(shù)量大，要求速度較高，故分布通信接口采用共內(nèi)存式工作方式。實(shí)例兩級(jí)式動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)分散式CAT系統(tǒng)包括幾個(gè)獨(dú)

5、立的CAT系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可以是單機(jī)的，也可以是多機(jī)的，其中一臺(tái)為主機(jī)。各主機(jī)之間可互相通信，共享軟資源。 分散式系統(tǒng)的分布范圍可以是近距離的，也可以是遠(yuǎn)距離的。近距離系統(tǒng)用于將同一單位中各測(cè)試室構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，互相連接多個(gè)采用局部網(wǎng)絡(luò)；遠(yuǎn)距離用于一城市以至不同城市各單位構(gòu)成一個(gè)大系統(tǒng)，通過(guò)遠(yuǎn)距離通信連接。通信多采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)，利用已有電訊網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。 b）分散式CAT系統(tǒng)如在制造過(guò)程中，可與CAD、CAM，NC系統(tǒng)和設(shè)備，共同組成一個(gè)大系統(tǒng)，稱(chēng)為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Aided Integrated Manufacture System）。各組成單元之間橫向和縱向集成。橫向

6、集成指各單元構(gòu)成分布式系統(tǒng)。縱向集成指信息系統(tǒng)的集成，包括企業(yè)管理、生產(chǎn)大綱、制造計(jì)劃、在線調(diào)度、設(shè)計(jì)資料生成和使用、過(guò)程控制、設(shè)備控制、質(zhì)量控制等。CAT系統(tǒng)可與其它類(lèi)型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個(gè)集成系統(tǒng)c）集成式CAT系統(tǒng)在內(nèi)部完成部分檢測(cè)工作，可顯著提高檢測(cè)率和隔離率，簡(jiǎn)化外檢測(cè)系統(tǒng)。定義：內(nèi)含式（Builtin Type）CAT體系結(jié)構(gòu)是將CAT的部分或全部組件包含在被測(cè)件內(nèi)部，這主要用于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的被測(cè)件。 超大規(guī)模集成電路內(nèi)部邏輯復(fù)雜只依靠外部引腳進(jìn)行激勵(lì)、響應(yīng)。難以進(jìn) 行檢測(cè)專(zhuān)用于檢測(cè)的邏輯有時(shí)可占20 4. 內(nèi)含式CAT體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代飛行器裝備機(jī)載CAT系統(tǒng)內(nèi)含式結(jié)構(gòu)某些系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行

7、檢測(cè)飛行過(guò)程結(jié)果存在機(jī)載計(jì)算機(jī)飛行結(jié)束后地勤人員讀出故障記錄了解故障的性質(zhì)和部位故障組件用備用件換下維修完成飛行器又處于良好的可飛行狀態(tài)這種可更換的印刷電路板稱(chēng)為車(chē)間可換組件SRU（Shop Replaceable Unit）內(nèi)含式機(jī)載CAT系統(tǒng) 傳統(tǒng)的維修概念其主要缺點(diǎn)是: （1）維修周期長(zhǎng)，維修期間飛行器不能使用，降低了利用率。 （2）拆卸本身帶來(lái)故障。 （3）人工檢查可靠性和準(zhǔn)確性較低傳統(tǒng)的維修概念飛行器飛行一定小時(shí)修理廠進(jìn)行定期修理各種設(shè)備組件從飛行器上拆下人工用量?jī)x進(jìn)行檢查排除故障裝上飛行器內(nèi)含式機(jī)載CAT系統(tǒng)地勤人員只需讀出記錄，更換有故障組件LRU編隊(duì)級(jí)維修Organizational Maintenance中間級(jí)維修Intermediate Maintenance修理廠維修D(zhuǎn)epot Maintenance主要任務(wù)是修理有故障SRU和維修站無(wú)法檢修的LRU維修站完成，計(jì)算機(jī)對(duì)有故障的LRU作經(jīng)濟(jì)分析，確定報(bào)廢或修理優(yōu)點(diǎn)： （1）維修周期基本上不占用使用周期，顯著提高飛行器完好率，經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。 （2）拆卸是具有針對(duì)性的，有故障才拆卸且LRU拆卸很方便。 （3）檢查準(zhǔn)確性可靠性高微型化體系結(jié)構(gòu)的現(xiàn)階段水平是手提式CAT系統(tǒng)。主要措施是廣泛應(yīng)用C