基于标准总线的航电系统测试与维护策略探讨

肖红玉

（中国航空工业集团公司上海航空测控技术研究所，上海 201600）

以标准测试总线为基础的新型通用航空电子测试管理系统应具有系统通用性、集成性、可扩展性强的三个特点，对航空电子系统测试设备上的测试应用具有重要的指导意义，也有利于提高测试生产率、测试系统性能以及技术指标。

在分析常用航电总线异同点的基础上，通过研究基于数据库技术的航电总线信号测试和分析的方法，很好地解扶了航电在不同级别测试中的兼容性问题。

1 通用测试技术硬件体系结构

为了充分实现国际通用工业测试管理系统技术的通用智能、标准化、模块化设计原则，在测试系统的硬件和软件基础设施设计中，使用国际标准接口总线的测试设备将模块化组成的通用测试系统资源和网络接口用作适配器。执行测试时，根据不同的测试硬件设备类型，只需选择适合系统的硬件接口或适配器，即可轻松地重新配置软件测试处理系统的配置硬件。完成系统中相应的硬件测试处理任务。航空电子系统硬件一般活动测试控制系统主要硬件由机箱、工业计算机、程序控制和电源控制系统、一般活动测试系统接口和活动接口、活动适配器等组成。

2 通用测试技术软件体系结构

2.1 软件结构设计

软件平台是新的windows 2000操作系统，用于开发软件的工具都是用新的软件平台和语言编程的。根据任务管理要求，通用云检测系统管理软件可以提供用户系统自检、系统管理、数据系统管理、测试、系统功能扩展和专家系统诊断、通信过程控制、数据实时显示、打印、在线用户帮助等应用程序功能。还提供用户系统开发、调试和安装维护系统测试应用程序等其他应用程序功能。

2.2 系统应用程序功能和组件

系统管理应用程序通过集成和配置系统管理应用程序和每个测试设备及其系统测试管理器，以及配置相应的网络接口测试适配器和相应的测试程序来实现系统测试管理功能。其中，测试系统管理应用程序门户是调用各系统测试软件程序的主要门户，包括测试人类交互界面管理测试应用程序集成库管理、测试程序数据库集管理和测试用户体验管理等。

2.3 虚拟机管理程序

虚拟机管理程序人机界面由以下元素组成：

（1）单击“关闭注册登录窗口”每次开始运行程序时，都会自动显示注册登录窗口。只有输入正确的密码注册登录用户名和注册登陆帐户密码才能登录。

（2）主菜单和实用程序选项栏主要包含选择/终止正在运行的应用程序和测试应用程序、数据资源管理的功能。

（3）支持用户登录管理等测试功能的新选项通用自动测试操作程序界面3360支持功能包括手动选择测试项目、启动/停止自动测试、显示所有测试操作过程和测量数据。

2.4 测试程序管理

测试程序管理包括以下功能：

（1）系统管理测试通用程序测试管理系统中需要配置的各种测试应用程序在测试系统的应用程序中，以程序列表的形式显示在人机交互界面中。

（2）运行负载选择测试程序。

（3）与其他测试应用程序交互，传输信息，传递过程控制，分析测试实验结果。

2.5 数据管理

数据打印管理程序实现了测量系统自动化检测、测量数据验证、多种产品质量测试、数据管理显示、数据管理打印等多种功能。大部分是系统数据打印存储、数据打印查询地图显示等两种。

（1）测试数据库的存储库：测试数据库的存档管理功能由手动测试程序自动执行。每个手动测试设备程序将测试设备产品名称、编号、测试运行时间、操作员等相关测试设备信息和相关测试设备数据实时存储在测试数据库中。

（2）查询数据，通过系统的应用程序界面自动显示在系统子程序中，系统数据库可以自动查询满足数据查询显示条件的所有系统测试结果数据，进行查询显示、分析和复印打印等。

2.6 用户管理

通过系统登录应用程序登录，进入系统用户登录管理系统子程序，管理使用系统个人的所有已注册用户、密码、权限、管理员使用权限、辅助权限等。

（1）测试操作员执行软件测试管理任务、数据库输入库。

（2）权限管理器：仅包含每个操作员的用户权限，管理用户数据权限和其他用户权限。

2.7 测试编程

测试操作程序的执行是对要测试的装置设备的各种故障测试。测试操作过程是随机逐项执行每个设备测试项目的方式。选择所有需要测试的设备后，进入装置相应的设备测试操作界面。测试操作程序首先自动进入设备测试装置配置设备界面，读取所有与装置相关的配置设备数据库中的配置记录处理数据。配置此设备以测试所有必需的装置配置设备项目，并将装置的相应配置数据直接写入装置的相应配置数据库表中，为此次测试执行所有与设备相关的配置数据库配置。当用户接受异常测试处理指令时，测试处理程序首先自动对接口的适配器部分进行性能识别，通过测试后选择并测试章节，性能正常后，将所有测试数据结果发送到存储库，测试结果指标不正确，进入性能指标异常数据处理测试子程序。

3 航电电子通信系统关键技术

3.1 航电电子通信系统层次架设技术

航电通用电子不同通信网络拓扑系统结构主要为统一的在物理网络层面内，航电通用电子不同通信模块相互连接的拓扑结构。在现阶段航电航天电子信息通信网络拓扑系统结构设计运行中，主要类型包括单级网络总线节点拓扑网络结构、多单一级网络总线节点拓扑网络结构、多级网络总线节点拓扑网络结构等几种拓扑类型。

其中单级通信总线电缆拓扑网络结构主要为内部子网络模块处于统一通信总线下的电缆拓扑连接网络形式，其主要技术应用于互联网络电子通信系统负载较低的大型电子信息通信网络系统；而多单一级通信总线电缆拓扑网络结构主要根据内部模块通信频繁复杂程度或系统功能特定的不同区别，将各自的子系统内部模块进行两个或两个以上通信总线拓扑电缆的综合划分，其主要技术应用是由于子系统模块类型数量相对较多且系统整体处于电子信息通信网络系统内部通信链路负荷较重的通信情况。

多级通信总线电缆拓扑网络结构主要为一个功能不同的两级通信总线，通过一个下级通信总线对一个上级通信总线进行负责的连接形式，为一个局部具有防控性的电子系统中各功能通信单元模块数量相对较多且与互联网电子通信系统形式不同的各子模块之间提供有效的通信帮助。

3.2 航电时钟电子信号通信控制系统航电时钟信号同步系统设计控制技术

在航电航天电子远程通信控制系统内部，不同的各个模块内部分别具有独立计时运行的不同计时器和时钟，其在模块持续计时运行各个阶段期间会同时受到多种环境因素的相互影响，从而容易导致各个模块间不同计时器的时钟误差具有一定的精度计时时钟误差。

这种实际情况下，就必然需要充分利用航电航天电子自动通信控制系统中的时钟信息同步系统设计控制技术，从时钟信息系统传输、信息系统执行两个设计模块上来保证系统整体上和航电航天电子自动通信控制系统各个模块间在设计时时钟信息的一致统一性。

由于航电飞机电子飞行通信信息系统的独特性，在利用电子航电通信信息系统整体时钟运行同步数据设计处理技术得到应用的发展过程中，除了短运行时间和长间隔运行时钟同步数据的设计规范统一，还特别需要有效保证航电飞机在整体运行时钟过程中与其整体运行时钟同步对时系统的稳定一致。

而对于时钟自动同步计数设计分析机制的实际应用，则主要可以通过综合分析考虑具有时钟同步分辨率、时钟同步计时器两个不同方面影响因素，通过对每个时钟同步计时器总线长度及其内部上下供电后自动同步计数器的频率数值进行统计分析以及调控，可逐步分析获得广播总线和微控制器通过时钟同步计时器调频广播工作周期的数值。

而通过对系统计时总线的微控制器与子系统模块计时周期总体广播期间时钟技术计时器的进行统一计算处理，可统计得出各个子系统模块在同样计时周期中自身广播时钟设计技术参数值与系统总体广播时钟技术计时参数值间的误差，从而大大便于其在整体计算误差后对时钟进行修整。需要特别注意的一点是，在航电航天电子远程通信信息系统实际运行管理过程中，随着航电时钟周期计时器运行精确度设计要求的不断提升其运行周期计时值也会呈现快速递减变化状态。

3.3 系统管理和维护

除备份外，还必须严格记录系统应用程序的特定更改，记录过程必须受到严格限制。严格检测整个系统功能，特别是各级权限。严格规范各种系统，根据实际需要，第一时间更新修改系统。部分设备处于操作阶段或维修状态，需要选择维护和隔离的科学方法。

基于标准测试总线的边界扫描技术在主板和系统级别实施可能会进一步影响维护阶段。主要原因有两个。首先，系统故障的很大一部分归结为错误的互连，而边界扫描技术的主要用途之一是互连测试。其次，技术人员更换了主板，纠正了很多系统故障。重新测试返回的板，就可以解决其故障问题。

拥有板级和系统级测试结构，可以重复使用这些结构，进行更好的测试和诊断。这意味着对用户更好的系统可用性，维护开销更小。

在工作站运行期间也可能发生一系列故障。在此背景下，考虑到问题解决和服务工作，应该监视正常运营和运营站的顺序运营。为了解决故障问题，应该根据设备的实际操作情况，选择正确的方法进行严格的调查。操作员站不能正常工作时，应通过断电方法或电路控制器调整及时停止工作。不断完善系统、设备监督制度等，使系统运行更加安全稳定。选择消除中央处理器、设备电源灯故障问题，缩短故障诊断时间的有效方法。

4 结束语

本文分析设计了基于标准通用总线的通用网络测试系统技术，建立了基于标准通用总线的通用系统测试技术系统。此外，还系统地设计了通用总线测试技术系统的硬件和软件基础设施、系统测试应用程序和测试过程优化测试等所有要素。遵循通用总线、标准化、模块化系统设计管理思路，完成通用总线测试技术系统的总体设计。

实际测试应用表明，通用测量测试航空电子系统软件具有通用性、集成性、可扩展性、测试系统性能好、安装维护方便等特点，能够完全满足通用航空电子系统的各种通用测量测试系统要求。

总之，航空总线技术在航空电子产品的设计、开发、检查、维护等整个生命周期中发挥着越来越重要的作用。