新型電子測試與診斷系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用樣本

新型電子裝備自動測試系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用王格芳1，高晉宇2，陳國順1，賈志軍1總裝軍械技術(shù)研究所，河北石家莊050000；2.南京軍區(qū)雷達修理所，江蘇南京210028）摘要：文章描述了新型電子裝備自動測試系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定，涉及系統(tǒng)硬件配備和測試軟件開發(fā)，并簡介了某型電子裝備自動測試系統(tǒng)應(yīng)用狀況。核心詞：自動測試系統(tǒng)；硬件配備；軟件開發(fā)；電子裝備DesignandApplicationofNewElectricEquipmentAutomaticTestSystemWANGGe-fang1，WUGuo-qing2，CHENGuo-shun1，JIAZhi-jun2(OrdnanceTechnologyResearchInstitute，Shijiazhuang050000，China)Abstract：Inthispaper，thedesignrequirementofnewelectricequipmentautomatictestsystemisdescribed，itincludessystemhardwareconfigureandtestsoftwaredevelopment，andtheapplicationofonetypeelectricequipmentautomatictestsystemisintroduced。Keywords：automatictestsystem；hardwareconfigure；softwaredevelopment；electricequipment引言由于在以往武器系統(tǒng)研制中，忽視了電子設(shè)備自測試支持技術(shù)研究和研制初期測試性設(shè)計，導(dǎo)致在武器系統(tǒng)使用中存在電子裝備測試性差、自測試不能滿足使用規(guī)定和測試設(shè)備效能差等問題。并且，既有自動測試系統(tǒng)硬件和軟件中重要存在如下問題：①自動測試系統(tǒng)集成過于費時；②使用同樣系統(tǒng)進行測試與診斷很難；③程序員和電子設(shè)備技術(shù)員無法溝通好；④測試規(guī)定變化時，需要花較長時間來調(diào)節(jié)；⑤測試設(shè)備普遍使用非原則軟件驅(qū)動程序；⑥無法從既有舊式平臺轉(zhuǎn)到新操作系統(tǒng)平臺；⑦不也許變化自動測試系統(tǒng)軟件；⑧沒有測試過程數(shù)據(jù)庫；⑨無法對同樣測試過程使用新軟件語言；⑩測試過程中涉及人機接口軟件和實時運營軟件。新型原則化、模塊化電子裝備自動測試系統(tǒng)規(guī)定解決當前典型測試系統(tǒng)中存在重要問題。其設(shè)計目的涉及：①能同步使用新操作系統(tǒng)和當前開發(fā)工具；②能有效縮短自動測試系統(tǒng)集成時間；③能使用同樣系統(tǒng)進行性能測試與故障診斷；④能使技術(shù)員取代程序員編寫測試過程；⑤能無需進行軟件編輯而直接變化測試過程；⑥能提供功能強大原則儀器驅(qū)動程序；⑦能通過原則總線（如GPIB、MXI等）把計算機連入測試系統(tǒng)，并容許變化計算機硬件；⑧能提供測試過程數(shù)據(jù)庫，并與人機接口和執(zhí)行軟件相分離；⑨能使用帶有當代開發(fā)工具新計算機軟件設(shè)計語言；⑩能使用Windows95和WindowsNT操作系統(tǒng)中通信工具。因而，研制新型電子裝備自動測試系統(tǒng)，一定要力求克服既有自動測試系統(tǒng)中所存在問題，盡量達到新型原則化、模塊化自動測試系統(tǒng)設(shè)計目的。從而有效提高電子裝備維修水平，特別是自動測試水平。自動測試系統(tǒng)硬件配備2.1自動測試系統(tǒng)硬件構(gòu)造自動測試系統(tǒng)重要硬件構(gòu)件可歸納為二類：①控制和監(jiān)視硬件。從性能價格比和系統(tǒng)擴展需要考慮，普通選用個人計算機，由于個人計算機有大量應(yīng)用軟件可供選?。虎趦x器和設(shè)備硬件。指用于完畢測試系統(tǒng)測量和勉勵等功能儀器和設(shè)備，可從市場選購或自主研制，并規(guī)定遵循測試系統(tǒng)兼容性原則。運用以上硬件構(gòu)件可以組建具備一定通用性自動測試系統(tǒng)硬件。圖1是自動測試系統(tǒng)硬件典型構(gòu)成構(gòu)造。它重要涉及主控計算機（內(nèi)裝測試軟件）及其外圍設(shè)備、通用測試總線、信號勉勵源、測試開關(guān)矩陣、信號采集器、測試對象適配器等。圖1自動測試系統(tǒng)硬件典型構(gòu)成構(gòu)造2.2硬件配備幾種重要概念自動測試系統(tǒng)硬件配備是基于采用ARINC-608A原則、采用VXI即插即用接口、采用MXI總線進行通信和采用雙計算機并行運營四個重要概念：①采用ARINC-608A原則。ARINC-608A原則目是減少電子設(shè)備或電子系統(tǒng)測試費用，它給出了測試系統(tǒng)硬件連接原則。系統(tǒng)概念中核心是規(guī)定測試軟件可移植性和計算機用于測試控制，要使測試軟件具備可移植性，測試硬件連接必要相似。ARINC-608A原則中最重要特性在于自動測試設(shè)備采用原則連接器，從而可以連接同樣測試對象適配器到不同自動測試設(shè)備；②使用VXI即插即用接口：VXI即插即用原則規(guī)定VXI儀器在交付使用時，必要同步提交由儀器生產(chǎn)廠家編寫原則軟件，涉及儀器軟面板、儀器驅(qū)動程序和安裝程序，從而充分運用儀器能力和大大簡化編程任務(wù)。VXI即插即用指引原則是規(guī)定儀器最大限度具備：易使用和操作、擴允性和模塊化、多平臺能力及可維護性；并規(guī)定使用原則化系統(tǒng)軟件構(gòu)件，把儀器驅(qū)動程序視作儀器構(gòu)成某些；③使用MXI總線進行通信：VXI-MXI-2模塊事實上是通用VXI總線主機箱擴充器件,多系統(tǒng)擴充接口總線（MXI總線）是一種功能強大高性能通信連接總線，其互連設(shè)備使用靈活圓形電纜。MXI使分離設(shè)備間高速通信電纜通信連接具備當代背板計算機總線能力；④使用雙計算機并行運營。自動測試系統(tǒng)可進行并行解決，系統(tǒng)中有二臺計算機，一臺用于系統(tǒng)操作管理，稱為主計算機，而另一臺用于測試設(shè)備圖形表達和激活，稱為從計算機。主計算機發(fā)送命令到從計算機，并接受需要讀取數(shù)據(jù)。2.3硬件配備原則應(yīng)用實例某型電子裝備自動測試系統(tǒng)，重要針對我軍通用雷達裝備在使用中所存在測試問題，運用國際先進自動測試技術(shù)，進行測試系統(tǒng)集成和測試軟件開發(fā)。系統(tǒng)為GPIB與VXI總線混合系統(tǒng)，在主機箱選取上，采用了當前應(yīng)用最普遍C尺寸形式，在主控制器選取上，采用了當前比較流行外掛式方式。系統(tǒng)硬件由VXI總線卡式儀器設(shè)備加GPIB程控分立儀器設(shè)備構(gòu)成，其中程控交直流電源、程控探針定位儀、測試連接適配器等屬于自行研制和自主開發(fā)設(shè)備，其他硬件選購市場上已商品化產(chǎn)品實現(xiàn)。系統(tǒng)硬件構(gòu)件重要涉及：①主控計算機。采用APRE-4200工控機，內(nèi)裝HP82341D高速IEEE-488接口卡；②VXI總線系統(tǒng)。選用HPE8403AC尺寸13槽VXI主機箱和HPE1406A命令模塊；③VXI測量儀器。HP1411B數(shù)字萬用表、HPE1420B通用計數(shù)器、HPE1426A數(shù)字示波器、HPE1416A功率計等；④VXI開關(guān)陣列。HPE1460A繼電器多路開關(guān)、HPE1465A繼電器矩陣開關(guān)；⑤VXI信號源。HPE1434A任意波形發(fā)生器、HPE1441A函數(shù)波形發(fā)生器；⑥VXI數(shù)字模塊。HPE1450A160MHz定期模塊、HPE1451A和HPE1452A數(shù)字I/O模塊；⑦GPIB程控儀器。HPE8648A射頻信號發(fā)生器、HP8590L頻譜分析儀；⑧程控交直流電源；⑨程控探針定位儀；⑩測試連接適配器。自動測試系統(tǒng)軟件開發(fā)3.1自動測試系統(tǒng)軟件構(gòu)造測試系統(tǒng)重要軟件構(gòu)件可歸納為二類：①操作系統(tǒng)軟件：重要選取微軟公司W(wǎng)indows和PCUnix，Windows費用少，且測試系統(tǒng)對顧客和諧；②測試程序語言和開發(fā)環(huán)境：有VB、VC、LabView、LabWindows/CVI和HPVEE等各種選取，但必要是使測試程序易編制、執(zhí)行和維護；③儀器驅(qū)動程序和VISA庫：VISA是VXI即插即用系統(tǒng)聯(lián)盟制定儀器I/O原則，具備與儀器硬件接口無關(guān)特性；④通用測試軟件平臺：通過度析測試系統(tǒng)需求，擬定系統(tǒng)軟件構(gòu)成和構(gòu)造，以及測試與控制數(shù)據(jù)庫構(gòu)造、管理和圖形顧客界面等。運用以上軟件構(gòu)件可以組建具備一定通用性自動測試系統(tǒng)軟件。圖2是自動測試系統(tǒng)軟件典型構(gòu)成構(gòu)造。它重要涉及計算機操作系統(tǒng)、測試程序語言和開發(fā)環(huán)境、儀器驅(qū)動器及VISA庫、通用自動測試程序、測試控制數(shù)據(jù)庫、測試成果數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理程序、圖形顧客界面等。圖2自動測試系統(tǒng)軟件典型構(gòu)成構(gòu)造3.2測試軟件基本設(shè)計原則

自動測試系統(tǒng)軟件規(guī)定運營于Windows95和WindowsNT操作系統(tǒng)。測試程序編寫采用菜單驅(qū)動方式，并需要人工鍵入。測試程序開發(fā)時，程序員只需從菜單中選取需要命令，并鍵入有關(guān)參數(shù)。測試軟件重要目的是：①規(guī)定測試過程數(shù)據(jù)庫化；②測試過程必要置于執(zhí)行程序之外；③開發(fā)和變化測試程序時無需編輯；④使用原則測試設(shè)備，驅(qū)動程序由儀器制造商提供；⑤采用雙解決器獨立并行；⑥運營程序文獻大小不變，以避免內(nèi)存惡化；⑦人機接口（MMI）使用VisualC++編寫，并與測試過程相分離；⑧采用原則儀器通信總線（MXI或GPIB）；⑨使用多媒體技術(shù)，容許有聲簡介示意圖和部件清單。此外，在測試軟件開發(fā)過程中要充分發(fā)揮其優(yōu)勢，例如：①可以在組建系統(tǒng)硬件之前，就開始進行測試軟件開發(fā)；②可以使用一組程序員同步進行不同目的開發(fā)工作；③可以把MMI（人機接口）開發(fā)從測試過程中分離出來；④可以僅使用技術(shù)員來開發(fā)測試過程；⑤可以使用互不有關(guān)程序員在圖形化程序設(shè)計環(huán)境中進行程序開發(fā)；⑥可以使用數(shù)據(jù)庫環(huán)境進行測試過程開發(fā)。3.3軟件設(shè)計原則應(yīng)用實例某型電子裝備自動測試系統(tǒng)測試軟件選取Windows95為個人計算機操作系統(tǒng)軟件，選購圖形化編程環(huán)境HPVEE作為測試程序語言和開發(fā)環(huán)境，并運用VC＋＋程序語言環(huán)境設(shè)計和開發(fā)了測試數(shù)據(jù)庫管理程序，從而為系統(tǒng)提供一種通用測試軟件平臺，它能依照不同應(yīng)用目和環(huán)境，以便地構(gòu)造出各自不同測試軟件。在測試軟件平臺確立后，為了滿足軟件高可靠、易維護、開發(fā)周期短等詳細規(guī)定，以及測試軟件要盡量達到通用化、模塊化限度高等性能，按照軟件工程中迅速原型化開發(fā)辦法來開發(fā)測試系統(tǒng)軟件，并提出了一種框架式構(gòu)造設(shè)計辦法。測試系統(tǒng)最重要功能是采集測試對象被測參數(shù)，以往測試程序把所有測試參數(shù)信息、儀器程控指令、測試數(shù)據(jù)采集、測試分析解決、圖形顧客界面等統(tǒng)統(tǒng)放在程序中，減少了程序易用性、可靠性和通用性，并使程序可維護性、可擴允性和可移植性很差。在該系統(tǒng)軟件設(shè)計中，其測試數(shù)據(jù)信息與測試流程是分離，數(shù)據(jù)信息涉及電源和勉勵源數(shù)據(jù)庫、自動測試診斷數(shù)據(jù)庫和裝備綜合信息數(shù)據(jù)庫等，由系統(tǒng)軟件中編輯開發(fā)軟件管理數(shù)據(jù)庫，而測試流程任務(wù)就是讀取數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)，配備相應(yīng)測試儀器設(shè)備進行加電勉勵、通道配備、數(shù)據(jù)采集和分析判斷，并把成果記錄到相應(yīng)測試診斷數(shù)據(jù)庫中，然后依照需要調(diào)用相應(yīng)故障診斷程序進行故障隔離。結(jié)束語在新型電子裝備自動測試系統(tǒng)研制過程中，合理地進行了自動測試系統(tǒng)硬件配備，較好地遵循了測試軟件設(shè)計基本原則，成功地研制了某型電子裝備自動測試系統(tǒng)。特別是在系統(tǒng)硬件組建中引入了模塊化概念，最大限度減少時間揮霍，加快了自動測試系統(tǒng)集成過程；在測試軟件開發(fā)中使用了圖形化編程工具，并使用原則測試設(shè)備軟件驅(qū)動程序，節(jié)約了軟件開發(fā)時間；在測試對象開發(fā)中采用測試過程數(shù)據(jù)庫化，無需變化系統(tǒng)測試執(zhí)行軟件，即可實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)采集與分析?？傊?，隨著新型測試總線技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)和測試網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等在自動測試系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，測試系統(tǒng)硬件配備和軟件開發(fā)將是一種復(fù)雜系統(tǒng)工程，需要綜合考慮測試系統(tǒng)諸多方面，本文僅供關(guān)于人員參照。參照文獻：王格芳,等.通用雷達裝備自動測試系統(tǒng)集成與開發(fā)[J].電子測量與儀器學(xué)報，，14（5）：502～505.于功敬,等.從虛擬儀器到虛擬系統(tǒng)[J].計算機自動測量與控制，，特刊：41～43.王格芳,等.用于印制電路板診斷自動探測技術(shù)研究[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，，23(2)：94～97.羅錦,等.一種基于VXI總線測試平臺軟件設(shè)計[J].計算機自動測量與控制，，特刊：9～10.曲東才.國外軍用測試技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].國外電子測量技術(shù)，1999，4：4～5.彭曉軍,等.電路診斷技術(shù)新發(fā)展[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，1997，19(6)：78～81.張志偉.電測新技術(shù)及其發(fā)展[J].電測與儀表，1997，34(9)：7～9.HANSJ.W.SPOELDER.V