航空多總線測試技術設計研究

剛占博，姚慧婧

航空多總線測試技術設計研究

剛占博，姚慧婧

（西安飛機工業(yè)集團有限責任公司，陜西 西安 710089）

主要圍繞航空多總線測試技術設計進行闡述，研究測試系統(tǒng)與被測總線連接方式設計，加強對監(jiān)控系統(tǒng)硬件以及軟件系統(tǒng)的設計，將不同總線測試有效地整合在一起，堅持理論聯(lián)系實際基本原則，旨在為日后研究工作的順利進行奠定基礎。

多總線測試；監(jiān)控系統(tǒng)；軟件設計；硬件設計

在對測試系統(tǒng)與被測總線連接方式設計進行研究的過程中，主要對CAN總線、GJB289A總線、AFDX總線以及HB6096總線連接方式進行設計，落實航空總線實時測試，實現(xiàn)實時數(shù)據的分發(fā)、解析、顯示以及儲存，使之滿足航空多總線測試設計的要求。

1 測試系統(tǒng)與被測總線連接方式設計

1.1 CAN總線連接方式

首先，從CAN連接方式設計的角度進行分析，這種總線連接方式的優(yōu)勢較為顯著，可以實現(xiàn)數(shù)據的雙向傳輸。在對CAN總線進行研究的過程中，可以發(fā)現(xiàn)主要以串行通訊的方式存在，CAN總線系統(tǒng)組成方式相對復雜，其中CAN中繼器是重要設備之一，在實際設計的環(huán)節(jié)中，與底層通訊測量節(jié)點進行連接，這一連接主要是在中繼器節(jié)點下面來完成，此時密切關注測量節(jié)點另一組接口的狀態(tài)，并與遠程節(jié)點保持連接，此時二者將會形成臨時的CAN網絡，這種臨時網絡的優(yōu)勢較為顯著，充分結合兩個子網運行情況，借助臨時網絡的形式完成報文數(shù)據的轉發(fā)。關注CAN總線信號以及中繼器的狀態(tài)，當前者通過后者時，信號強度會還原，監(jiān)測此時節(jié)點驅動的數(shù)量，呈現(xiàn)出增加的趨勢，為網絡的擴展提供了支撐。

1.2 GJB289A總線連接方式

從GJB289A總線連接方式層面進行分析，在對該系統(tǒng)運行方式進行研究的過程中，可以發(fā)現(xiàn)主要以變壓器耦合的方式為主，關注各終端的運行狀態(tài)，與主總線保持連接，這種連接方式是通過短截線與耦合變壓器來實現(xiàn)的。對主總線以及短截線進行分析，前者為整個總線的主干部分，而后者屬于分支部分，用來完成各終端之間的連接。同時，在GJB289A總線連接的過程中，為了使系統(tǒng)的抗干擾能力符合設計的標準，要對主總線以及短截線的材質進行科學的選擇，通常采用具備屏蔽功能的雙絞線為主。掌握主總線與短截線的連接方式，其中耦合變壓器屬于二者之間的連接點，為了保證設計的準確性，要將終止器應用其中，將其接入到主總線的兩端。

1.3 AFDX總線連接方式

從AFDX總線連接方式角度進行分析，充分結合飛機中AFDX網絡拓撲設計結構，在設計的過程中，將交換機應用其中，并作為網絡拓撲的核心部分，交換機的作用較為顯著，可以完成設備之間數(shù)據的傳輸，與總線保持聯(lián)系，實現(xiàn)數(shù)據的接收與轉發(fā)，在此環(huán)節(jié)中需要保證源端機載設備與目的端機載設備處于正常連接的狀態(tài)，同時，交換機在完成數(shù)據傳輸?shù)倪^程中，會經常出現(xiàn)數(shù)據丟失等風險，此時交換機還可以發(fā)揮數(shù)據過濾以及調度功能的優(yōu)勢，以此防止出現(xiàn)數(shù)據錯誤的問題，保證傳輸數(shù)據的準確性。在對鏈路以及終端進行分析時，前者可以保證寬帶資源的有效配置，而后者則主要作為接入AFDX中的機載設備。

在開展測試的環(huán)節(jié)中，要切實掌握好測試的步驟，整合監(jiān)控數(shù)據，將配置表加載到交換機當中，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據的轉發(fā)；為了保證交換機按照規(guī)定的標準完成數(shù)據的轉發(fā)，結合交換機的運行情況，并對其設置pin值，準確獲取到配置表；隨即，恢復交換機的配置，以重啟交換機的方式進行；在接收總線數(shù)據信號的過程中，要對驅動離散信號進行發(fā)送，完成對總線數(shù)據的處理，此時與多總線測試設備進行連接，通過監(jiān)控端口的方式完成數(shù)據轉發(fā)。

1.4 HB6096總線連接方式

從HB6096總線連接方式連接方式角度進行分析，在對HB6096總線數(shù)據傳輸方式進行研究的過程中，可以發(fā)現(xiàn)主要以串行通信為主。

在開展設計的環(huán)節(jié)中，首先需要充分結合飛機系統(tǒng)記載設備運行的實際情況，保證不對設備的正常運行造成影響，關注電連接器運行狀態(tài)，做該連接器的延長線。同時，了解延長線的分布情況，按照標準分出兩組線，并與多總線監(jiān)控設備保持在連接的狀態(tài)。

2 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設計

2.1 GJB289A總線測試板卡

監(jiān)控桿系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設計所涉及的方面較多，首先，對GJB289A總線測試板卡設計進行研究，GJB289A總線測試板卡功能較為強大，可以在運行的環(huán)節(jié)中以多路傳輸總線通信接口的形式存在，呈現(xiàn)出智能化以及通用化的特點。GJB289A總線測試板卡可以在規(guī)定的時間內支持不同種類型的總線終端，其中包括總線控制器、遠程終端以及總線監(jiān)控器等。通過這種連接方式一定程度上給用戶提供了便利，借助仿真功能的優(yōu)勢在一張板卡上就可以實現(xiàn)。對總線監(jiān)控方式進行了解，在實際運行的環(huán)節(jié)中主要以總線監(jiān)控器的模式存在，總線監(jiān)控器模式優(yōu)勢較為顯著，可以實現(xiàn)數(shù)據信息的監(jiān)視與記錄。GJB289A總線測試板卡可以顯示存在狀態(tài)錯誤信息，并將錯誤的信息進行過濾處理[1]。

2.2 HB6096總線測試板卡

從HB6096總線測試板卡設計角度進行分析，該總線系統(tǒng)的測試功能化較為完善，在完成數(shù)據傳輸?shù)倪^程中，關注并行總線以及串行總線的連接狀態(tài)，可以借助HB6096總線端口數(shù)據接口的形式實現(xiàn)二者之間數(shù)據的轉換。同時，在設計HB6096總線測試板卡的過程中，還要對接口芯片進行科學的選擇，主要采用的是HI-3582芯片。在完成HB6096總線上數(shù)據讀與寫的操作過程中，要充分考慮到HI-3582芯片接口的實際特點，通過驅動HI-3582來實現(xiàn)。掌握HI-3582運行原理，在實際操作的過程中，主要是由FPGA來完成。除此之外，接口轉換器的優(yōu)勢也較為顯著，在對測試板卡內部總線與主控計算機PCI總線狀態(tài)進行監(jiān)測時。可以發(fā)現(xiàn)二者呈現(xiàn)出相互連接的狀態(tài)，而此時接口轉換器是二者實現(xiàn)連接的節(jié)點。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的軟件功能設計

在監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設計的環(huán)節(jié)中，要始終堅持科學性的基本原則，密切關注Windows XP操作系統(tǒng)運行的實際情況，該監(jiān)控系統(tǒng)主要包括通用功能、數(shù)據的采集功能、數(shù)據實時解析功能以及儲存與回放功能。①通用功能。該系統(tǒng)可以支持不同總線協(xié)議，在對數(shù)據進行采集的過程中，主要是借助多通道數(shù)據的方式來實現(xiàn)。②數(shù)據的采集功能。掌握總線監(jiān)控設備的運行情況，對所配置的監(jiān)控方案進行實時監(jiān)測，在完成對數(shù)據進行下載與保存的前期階段，則需要將總線上的傳輸數(shù)據塊進行收集，對指令發(fā)送情況進行檢查，以此保證交聯(lián)數(shù)據的準確性。③數(shù)據實時解析功能。首先需要了解各種類型飛機接口控制文檔的相關數(shù)據信息，在此環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮該系統(tǒng)實時數(shù)據解析功能的優(yōu)勢對總線上的監(jiān)控數(shù)據的原始數(shù)據進行收集，并對其進行解析，一定程度上可以減輕操作人員的工作壓力。④存儲與回放功能。借助總線監(jiān)控設備的優(yōu)勢，實時獲取各總線數(shù)據信息，并對其進行保存處理，隨即要求數(shù)據進行記錄，以報表的形式進行，同時還具備數(shù)據離線分析的功能。

4 航空多總線測試關鍵技術的實現(xiàn)分析

4.1 時間驅動方式與事件驅動方式

在實現(xiàn)時間驅動方式以及事件驅動方式的過程中，其中前者主要在按照定時時序工作的任務應用，而后者主要在突發(fā)事件當中被應用。以時間驅動方式為例，可以是數(shù)據的實時采集，也可以是數(shù)據的實時存儲。以事件驅動方式為例，可以是報警，也可以是應急處理等。

4.2 實時數(shù)據的分發(fā)

首先完成實時數(shù)據采集，以數(shù)據緩沖區(qū)隊列的形式分布，主要涉及數(shù)據解析及顯示、實時數(shù)據存盤、報警以及故障等處理。將采集到的數(shù)據進行分發(fā)處理，對分發(fā)的方向進行確認，要結合測試任務的具體情況，并與對應的現(xiàn)實數(shù)據緩沖區(qū)進行對比，以此完成數(shù)據的傳輸。針對于不同通道所采集到的數(shù)據來說，在分發(fā)的過程中則需要堅持差異性的原則，將其分別發(fā)送到不同的緩沖區(qū)內。

4.3 實時數(shù)據的解析

總線數(shù)據解析會受到字段數(shù)的影響，在實現(xiàn)實時數(shù)據解析的過程中，首先需要了解數(shù)據緩沖區(qū)信息的狀態(tài)，在消息顯示時需要選擇Label號，以檢索的形式進行顯示信息的篩選。當出現(xiàn)顯示的信息時，會出現(xiàn)每個字段的起始位以及結束位等字段定義，在對其進行解析的過程中，需要結合航電ICD數(shù)據庫信息，實現(xiàn)對字段的解析，此時在顯示系統(tǒng)當中將會顯示實際的物理量。

5 結論

航空多總線測試技術設計方式相對復雜，在實際設計的過程中，切實掌握監(jiān)控系統(tǒng)硬件系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)的設計方式，從多總線監(jiān)控設備所具備的通用功能、數(shù)據采集功能、數(shù)據實時解析功能以及儲存與回放功能等角度進行分析，以此實現(xiàn)不同總線測試定置的靈活性。

［1］杜沛峰，姜鴻曄，趙宏旭.ARINC825總線模擬仿真與一致性測試方法研究［J］.計算機仿真，2019，36（12）：48-51，61.

［2］王璇.基于TMS320F2812的ARINC429總線通信軟件設計［J］.電腦編程技巧與維護，2019（11）：161-162，165.

2095－6835（2021）06－0126－02

V243

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.06.050

剛占博（1989—），男，遼寧遼陽人，本科，工程師，研究方向為綜合航電火控系統(tǒng)。姚慧婧（1989—），女，江蘇蘇州人，本科，工程師，研究方向為綜合航電火控系統(tǒng)。

〔編輯：丁琳〕