В. Б. БРОДИН, А. В. КАЛИНИН
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ТЕСТОПРИГОДНЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ
И ПРОЦЕДУРЫ ЕГО ТЕСТИРОВАНИЯ
Описывается тестопригодная структура микроконтроллерного блока управления авиационного агрегата, а также набор тестов для проверки блока и агрегата на различных этапах разработки, производства и эксплуатации
В настоящее время на основе микроэлектронной элементной базы разрабатывается новое поколение блоков и систем управления авиационных агрегатов. Вычислительные и управляющие ядра микроэлектронных систем управления реализуются, как правило, на основе микропроцессорных БИС и БИС программируемой логики.
Авиационные блоки стали коммерческим продуктом, поэтому их производители увеличили требования к эффективности контрольно-поверочной аппаратуры (КПА) и процедур тестирования на всех этапах их разработки, производства и эксплуатации.
Разработан микроэлектронный блок управления авиационным агрегатом, который на основании данных с аналоговых и цифровых датчиков по командам с пульта оператора формирует выходные управляющие сигналы на исполнительные устройства автоматики. Кроме того, микроэлектронный вариант блока должен передавать на верхний уровень информацию о своем состоянии по двум каналам ARINC, а также сохранять информацию о выполняемых действиях во внутреннем регистраторе.
Полная переработка блока с использованием микроэлектронной элементной базы и возможностью введения дополнительных функций позволила в комплексе решить задачу проектирования аппаратных и программных средств блока, а также создания КПА и набора тестов.
Структура аппаратных средств блока включает три микроконтроллера. Ведущий микроконтроллер обеспечивает выполнение всех функций управления и передает информацию о текущем состоянии блока на верхний уровень по каналам ARINC. Он опрашивает линии входных аналоговых и цифровых сигналов и в соответствии с алгоритмом управляющей программы формирует команды управления на ведомый микроконтроллер. Эти команды передаются по последовательному каналу SPI. В командах каждому выходному сигналу блока соответствует поле, на основании информации из которого ведомый микроконтроллер формирует собственно выходной сигнал. В целях оперативного контроля важнейшие выходные сигналы после мощных выходных каскадов подаются еще и на входы ведомого микроконтроллера.
Третий микроконтроллер управляет работой автономного регистратора. Он получает информацию о состоянии ведущего контроллера по последовательному каналу RS-232 и записывает ее во внутреннюю память регистратора по определенным правилам. Основная информация в память регистратора записывается непосредственно с линий входных и выходных сигналов. Под управлением этого микроконтроллера память автономного регистратора читается после полета через канал RS-422.
Для поддержки этапов разработки, производства и эксплуатации блока создана контрольно-поверочная аппаратура и многоуровневый набор тестов.
На этапе разработки отладка алгоритмов управляющей программы блока ведется с использованием специализированного стенда и теста, входящего в программу-методику функциональных испытаний. Стенд в качестве нагрузок использует реальные исполнительные устройства, входные сигналы подаются вручную с панели стенда.
Для проверки блока при испытаниях на внешние воздействия разработан компьютерный стенд и специализированные функциональные тесты, которые при испытаниях подаются непрерывно в автоматическом режиме. При этом блок работает на имитаторы нагрузок.
Для проверки отдельных плат в процессе производства используются диагностические тесты. При тестировании плат в ведущий микроконтроллер через инструментальный последовательный порт RS-422 вводятся входные векторы, на основании который он формирует посылку по последовательному порту SPI в ведомый микроконтроллер, который собственно и задает сигналы на выходных линиях блока. Таким образом, при тестировании аппаратной компоненты блока тестовые воздействия на внутренних цепях плат формируются двухядерным микропроцессорным устройством, включающим ведущий и ведомый микроконтроллеры.
Список литературы
1. Щербаков и достоверность работы цифровых устройств и ЭВМ М.: МЭИ, 1994, 67 с.
