[發明專利]基于IO信號故障仿真的航電自檢測驗證設備及其驗證方法

有效

• 申請號: 201310628749.6
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103699112A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 周心舟;韓國泰
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 杜林雪

1.一種基于IO信號故障仿真的航電自檢測驗證設備，包含位于航電設備外部的驗證主機和位于航電設備內部的故障仿真模塊，其特征在于：

所述驗證主機用于外部IO故障仿真，包含控制計算機、自檢測監測接口、仿真故障資源板卡、驗證測試接口以及輸入輸出設備；

所述控制計算機運行驗證程序，通過自檢測監測接口獲取航電設備的自檢測信息，驗證航電設備自檢測結果是否準確；

所述仿真故障資源板卡根據控制計算機的指令將航電設備運行環境和外部故障仿真資源分配到驗證測試接口上，通過測試驗證電纜與航電設備的外部接口連接；

所述自檢測監測接口通過驗證測試接口、測試驗證電纜獲取航電設備輸出的各項自檢測數據信息；

所述故障仿真模塊用于內部IO故障仿真，嵌入在航電設備內部被仿模塊與設備母板間的升板上，包含SOC和FPGA，FPGA中包含控制寄存器、信號轉換陣列，SOC通過串行通信口與驗證主機通信，按控制計算機的命令，寫入控制寄存器的控制字，控制FPGA中的信號轉換陣列，并在被仿模塊斷開條件下，插入預定的故障信號，實現板間IO信號故障仿真。

2.根據權利要求1所述的航電自檢測驗證設備，其特征在于所述驗證主機的平臺選用PXI總線平臺。

3.根據權利要求1所述的航電自檢測驗證設備，其特征在于所述仿真故障資源板卡包含：

GJB289A總線接口模塊：仿真GJB289A總線信號故障，包含通信錯誤：非法的命令或數據，協議錯誤；

ARINC429總線接口模塊：仿真ARINC429總線信號故障，包含通信錯誤：非法的命令或數據，協議錯誤；

HDLC通信接口模塊：仿真HDLC信號故障，包含通信錯誤：非法的命令或數據，協議錯誤；

RS422/485總線接口模塊：仿真RS422/485總線信號故障，包含通信錯誤：非法的命令或數據，協議錯誤；

模擬信號輸出模塊：仿真模擬信號故障，包含信號電平超限；

開關量輸出模塊：仿真開關量信號故障，包括斷開/短路；

多功能數據采集模塊、視頻信號輸出模塊、模擬視頻采集模塊、數字視頻采集模塊：仿真視頻信號故障。

4.根據權利要求1所述的航電自檢測驗證設備，其特征在于所述自檢測監測接口包含16位的數字離散量輸入接口和2通道的異步串行通信接口。

5.根據權利要求1所述的航電自檢測驗證設備，其特征在于所述故障仿真模塊通過2個邊緣連接器搭載在被仿模塊與航電設備母板間的升板上。

6.根據權利要求1所述的航電自檢測驗證設備，所述信號轉換陣列有4種輸入根據控制寄存器的控制字選通1路作為輸出，實現模塊間IO信號故障仿真；

所述4種輸入為1）NORM：接通原始信號，此時為正常信號狀態；

1)VCC：接通VCC，仿真該信號線死鎖在邏輯“1”的故障狀態；

2)GND：接通GND，仿真該信號線死鎖在邏輯“0”的故障狀態；

3)ARB：接通片內信號發生器或外部擴展信號，仿真該信號線錯誤狀態。

7.根據權利要求1所述的航電自檢測驗證設備，其特征在于所述FPGA中還包含信號發生器，所述信號發生器根據控制寄存器的控制字提供以下兩種形式的故障信號：

1）錯誤序列：根據SOC寫入信號發生器的錯誤序列以及控制寄存器中的設定參數，按設定的時鐘頻率和間隔循環發送；

2）噪聲：采用偽隨機序列電路產生白噪聲。

8.根據權利要求1所述的航電自檢測驗證設備，其特征在于所述故障仿真模塊還包含繼電器，使向模塊供電的主電源電壓可在正常與欠壓兩種情況間切換，輔電源可在正常與斷開兩種情況間切換，仿真電源故障。

9.根據權利要求1-8所述的航電自檢測驗證設備的驗證方法，包含以下步驟：

a）啟動IO信號故障防真器與航電設備；

b）控制航電設備進入工作模式；

c）驗證主機提供航電設備正常運行的所需的外部信號環境；

d）驗證主機仿真航電設備外部信號及交連狀態的故障，實現外部故障注入；

e）故障防真模塊仿真航電設備內部模塊間信號及交連狀態的故障，實現內部故障注入；

f）自檢測監測接口讀取航電設備的自檢測信息；

g）控制計算機實時監測航電設備輸出的自檢測數據或自檢測標識變化，經比較確認輸出結果是否準確以判斷航電設備的自檢測設計是否達到預定的要求。