测试性仿真技术在电子设备中的应用研究

赵文涛，梁亚萍

(1.陕西天鼎无线技术股份有限公司，陕西西安，710100；2.西安空间无线电技术研究所，陕西西安，710100）

关键字：测试性；TEAMS；建模

0 引言

随着电子设备性能要求的日益提升，现代装备的复杂程度越来越高，因此“五性”（测试性、可靠性、维修性、保障性、安全性）工作日益受到各单位的重视。测试性作为设备的一种设计特性，是武器装备的重要设计特性[1]。

1 测试性概述

电子设备本身所具有的便于监控其工作状况、易于进行故障诊断测试的特性，就是电子设备的测试性。也是产品能及时、准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能降低）并隔离其内部故障的一种设计特性。测试性设计的目的是为了提高产品自诊断和外部诊断能力，能方便、有效地确定产品状态和隔离故障。

测试性参数主要有故障检测率FDR（γFD）、故障隔离率FIR（γFI）、虚警率FAR和平均虚警间隔时间MTBFA。

2 测试性仿真

测试性仿真的目的是为了促进设备在研制阶段的测试性设计工作深入、有效开展，确保测试性要求得到落实。更重要的是发现设计中存在的问题，为改进测试性设计、提高测试性设计水平提供依据[2]。测试性仿真评价技术可以在产品研制初期就开展实施，时效性好，所需软硬件资源少，而且可以在设计初期发现测试性薄弱环节，及时实施改进，提高产品测试性水平。因此根据当前复杂电子产品测试性的需求，测试性仿真技术越来越得到广泛地应用。

3 测试性仿真软件

3.1 TEAMS软件

最具代表性的测试性辅助设计及仿真评价工具是美国DSI公司的故障诊断软件eXpress和QSI公司的测试性工程和维护软件TEAMS。由于TEAMS更直观，且软件功能更完善，在行业内使用较为广泛。TEAMS（Testability Engineering And Maintenance System）是用于测试性设计分析、诊断指标评估、诊断知识推理和可靠性维修性数据综合的、基于多信号流模式的测试性分析和评估软件。

3.2 建模流程

图1 卫星通信系统的组成

使用TEAMS进行测试性建模的主要流程：（1）收集资料：进行测试性建模前，首先要进行相关信息的收集，主要包括设备、分系统、其他各个层次的可用信息[3]。（2）层次化模型：TEAMS软件对模型划分了8个层次，用户可以根据需求，对同一个模型的不同层次进行灵活分析和评估。（3）添加模块TEAMS通过分析层次化模型中的系统级功能，并关联到多信号模型中的最底层模块，建立完成信号走向图，这是多信号模型建立成功与否的关键。

4 实例应用

该电子设备由两个外场可更换单元（LRU）组成，分别是伺服系统和解调系统[4]。伺服系统是机械转台的控制部分，解调系统实现对数据的解调和音视频数据的调制。各LRU底层的SRU划分详见图1所示。

以伺服系统为例分别对LRU级进行建模。LRU主要由传感器组（SRU）、DSP 板（SRU）和信号采集板（SRU）、组成，测试性模型如图2所示。

图2 伺服系统（LRU）测试性模型

本次建模所涉及的故障模式为BIT可检测、人工可检测（利用话机通话、观看视频的方式对话音输出、视频输出等功能进行检测）和BIT+测试设备可检测的故障模式[5]。

建立的电子设备测试性仿真模型统计参数如表1所示。

表1 电子设备模型统计参数

连接（连线）数目 598层次数 4系统模式（工作模式）数 1故障源（底层单元）数 76与门数 0开关数 0

5 指标对比

该电子设备测试性指标要求：故障检测率≥95%；隔离到1个SRU的故障隔离率≥90%，隔离到2个SRU的故障隔离率≥95%。测试性仿真结论如下：（1）电子设备基层级故障检测率为96.05%，故障隔离率为100%；（2）电子设备中继级隔离到1个SRU的故障隔离率为94.74%，隔离到2个SRU的故障隔离率为100%；

6 总结

本文提出基于多信号流图模型的测试性分析评估方法，运用TEAMS软件对某电子设备进行实例分析，仿真结果验证了该方法的有效性和可行性，为设备测试性建模与分析提供了应用范例，有利于测试性建模分析工作的推广应用，有较高的工程应用价值。