专利名称：一种飞机电子部件的通用综合自动测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子部件自动测试系统，尤其涉及一种民航大型客机电子部 件(包括机载计算机，电子控制组件，数据处理模块等)的通用综合自动测试系统。
背景技术：
目前，大型客机的机载电子设备的检测通常都是由SMART (Standard ModularAvionics Repair and Test)标准化模块式航空电子设备修理和测试的自动测试 设备(ATE)来完成。SMART ATE通常包括微处理器、可程控仪器、被测组件适配器和测试软 件四个组成部分，拥有丰富的测量和激励资源，灵活的开关矩阵和总线，能满足民航机载电 子设备复杂的测试要求。其代表有EADS公司的ATEC6系列和以色列RADA公司的SMART CATS自动测试系统，但投资巨大，同时，厂家通常会使用一些特制的板卡来进行技术封锁， 后期维护成本高。随着市场或电子设备测试要求的变化，硬件构型和测试软件的扩展修改 复杂。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种成本低容易扩展、资源复用性好，模块化程度高的 自动测试系统。本实用新型的目的可以通过以下方案实现一种飞机电子部件的通用综合自动测试系统，其特征在于包括激励资源用于为被测飞机电子部件提供测试激励信号；信号检测资源用于从被测飞机电子部件采集与测量各种信号；电源系统为被测单元提供各种可编程控制交/直流电源；信号接口装置用于传输检测信号和激励信号，实现自动测试设备与被测单元间 的规范、快速物理连接；开关系统实现被测单元与激励资源及检测资源间的连接与通道切换；测试控制器用于控制测试流程和信号。所述的测试控制器包括测试管理模块，用于控制各种测试模式；测试程序模块，用于记录测试所需的程序函数；仪器驱动模块，用于实现测试程序对硬件的控制；测试操作模块，用于根据上层(仪器驱动模块)模块驱动命令进行测试操作；测试管理模块调用测试程序模块的测试函数后输出测试控制信号到仪器驱动模 块，通过仪器驱动模块驱动测试操作模块输出操作控制信号，操作控制信号通过数据总线 到硬件部分对目标电子部件进行测试。所述的测试管理模块包括测试执行管理模块和测试开发管理模块，测试开发管理 模块包括了命令集、参数表、钉表和容差表；测试执行管理模块使用LABWINDOWS/CVI编写。[0019]所述的测试程序模块包括测试程序TP，每个TP (测试程序)包含自动测试程序和 DEBUG测试程序。所述的数据总线包括GPIB、VXI和PXI总线。本实用新型相对现有技术优点在于系统硬件以计算机为核心，通过PXI、VXI和 GPIB等通信模式来控制各类仪器、设备，自动完成对被测对象飞机电子部件UUT的激励、测 量、数据处理，并显示输出测试结果，打印出测试报告。本综合自动测试系统数据传输速率 高、数据吞吐量大、系统组建灵活，扩展容易，资源复用性好，标准化，模块化程度高。
图1是本实用新型的硬件集成总体原理框图；图2是本实用新型的硬件集成具体实现框图；图3资源模块开关矩阵结构；图4信号转接模块开关矩阵结构；图5是本实用新型的实施例的组成结构图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本系统硬件以计算机为核心，通过PXI、VXI和GPIB等通信来 控制各类仪器、设备，自动完成对被测对象飞机电子部件UUT的激励、测量、数据处理，并显 示输出测试结果，打印出测试报告。系统具有数据传输速率高、数据吞吐量大、系统组建灵 活，扩展容易，资源复用性好，标准化，模块化程度高等众多优点。系统的组成结构根据测试 程序TP到测试对象UUT的控制流程和控制流向划分，由高到低分为五层结构测试管理层， 测试程序层，仪器驱动层，操作系统层，物理硬件层。测试管理层分为测试程序开发平台和 测试程序执行平台，测试程序开发平台为用户提供便利的开发工具，里面包括对各种设备 使用的命令集、参数表、钉表、容差表，用户在开发的过程中只需要输入简明的编程指令、数 据与参数，就能完成对各设备进行测量与激励的操作。测试程序执行平台界面友好，易于操 作，方便用户使用。具体技术方案如下一 )硬件集成硬件组成包括测试控制器、测试仪器资源、开关系统与测试信号接口装置。测试 控制器实现自动测试系统中各种激励资源、检测资源和开关系统的配置，并决定其工作方 式、状态、功能和参数，控制测试信号的通道选择与切换。测试系统与被测单元的信号交联 则是通过信号接口装置实现。1.测试控制器测试控制器是系统的核心。测试软件在测试控制器上运行，实现对测试过程的控 制，系统选用的是美国国家仪器公司NI的嵌入式控制器PXI-8187，同时配备CRT显示器、键 盘、打印机等外部设备。测试控制器的工作还有相应的操作系统软件支持。2.测试仪器资源系统测试仪器资源包括信号检测资源，激励资源、电源系统等。信号检测资源由 各种程控测试测量仪器组成，用于采集与测量各种信号，如万用表、示波器、定时/计数器、ARINC 429接收器、角度位置指示器、相位电压表等。激励资源为被测单元工作提供必要的 测试激励信号，如任意波形发生器、D/A转换器、ARINC429发生器、RS-232/422/485通信等。 电源系统为被测单元提供各种可编程控制交/直流电源。检测与激励资源采用模块划设 计，并使用PXI，VXI, GPIB等标准总线控制。3.开关系统开关系统在系统中实现被测单元接口和测试资源间的连接与通道切换。借助开关 系统，系统可以充分利用有限的测试资源满足被测单元测试信号完备性需求，降低整个测 试系统的成本。测试仪器通过开关系统的连接，可以方便地实现自动测试设备自测试功能。 经过开关系统级联，还能够实现测试系统的扩展和重新配置。系统的开关系统是完全自主 设计的独特结构，使用美国国家仪器的13槽信号调理机箱SCXI-1001，使用5块SCXI-1129 矩阵开关模块通过8条模拟总线实现资源和被测信号的连接，使用4块SCXI-1166通用开 关模块实现信号的一般连接。4.信号接口装置系统选用VPC90的25模接收器作为信号接口装置，实现自动测试设备与被测单元 间的规范、快速物理连接。接口装置还包括自动测试设备中的信号接收器(Receiver)及 与被测单元配套的测试夹具(Fixture)，如测试接口适配器、被测单元连接固定装置以及各 种测试电缆等。二)系统的组成结构系统软件是系统运行的核心，它描述了千差万别的测试需求，代表了针对各种类 型的被测对象的测试应用。该测试软件的完备性、易用性、软件结构的先进性、可扩展性以 及软件系统运行的安全性、可靠性，最大限度地降低测试人员的劳动强度，提高工作效率， 增强系统运行的稳定性。系统根据测试程序TP到测试对象UUT的控制流程和控制流向划分，由高到低分为 五层结构测试管理层，测试程序层，仪器驱动层，操作系统层，物理硬件层。1)测试管理层测试管理层是系统的控制调度中心，该层位于IATS2000的软件系统最顶层，是人 机交互的接口，具有界面友好，易于操作的特点。测试管理层由测试执行管理平台和测试开 发管理平台组成。测试程序开发平台使用Microsoft VB和0FFICE2003编写，为用户提供便 利的开发工具，里面包括对各种设备使用的命令集、参数表、钉表、容差表，用户在开发的过 程中只需要输入简明的编程指令、数据与参数，就能完成对各设备进行测量与激励的操作。 测试程序执行平台使用LABWINDOWS/CVI编写，界面友好，易于操作，方便用户使用。2)测试程序层该层含有IATS2000所有的测试程序TP，每个TP包含自动测试程序和DEBUG测试 程序两部分。测试程序通过调用系统平台的模块函数控制系统资源，实现对UUT的测试。3)仪器驱动层仪器驱动是系统软件体系结构中重要组成部分之一，它介于测试程序和操作系统 层之间仪器驱动层通过操作系统的传递，实现测试程序对硬件资源的控制。4)操作系统层操作系统接受来自仪器驱动的命令，通过计算机传递到GPIB，VXI, PXI总线，最终实现对UUT的自动和手动测试。5)物理硬件层物理硬件层系统资源和适配器，是测试维修检测系统的硬件部分。图1是系统硬件集成的总体原理框图，测试控制器是系统的核心，测试软件在测 试控制器上运行，实现对测试过程的控制，系统测试仪器资源包括信号检测资源，激励资 源、电源系统等。信号检测资源由各种程控测试测量仪器组成，用于采集与测量各种信号， 激励资源为被测单元工作提供必要的测试激励信号。开关系统在系统中实现被测单元接口 和测试资源间的连接与通道切换。信号接口装置实现自动测试设备与被测单元间的规范、 快速物理连接。图2是系统硬件集成具体实现框图，采用NI公司的PXI-8187做为测试控制 器；信号检测激励资源包括NI公司PXI-4072 DMM, NI公司PXI-5122 DSO, NI公司 PXI-8423RS-422/484，NI 公司 PXI-6259 DI/0, NI 公司 PXI-5421，PICKERING 公司的 41-429D ARINC 429收发器，PICKERING公司的40-29OT可编程电阻卡，PICKERING公司的41-650可 变成增益放大器；电源系统使用ELGAR的501SL单相交流电源、AGILENT的6654和6032可 编程直流电源、自制固定电源箱FBS-2000 ；开关系统是NI公司SCXI-1001的13槽信号调 理机箱，由5块SCXI-1129开关矩阵卡组成8路模拟总线的结构，4块SCXI-1166组成通用 开关结构。图3为资源模块开关矩阵结构，通过SCXI-1334接线端子，让一块SCXI-1129组成 2线的32*8的开关矩阵结构，能实现将32路设备转接到8路模拟总线的功能。图4为信号转接模块开关矩阵结构，通过SCXI-1135接线端子，让4块SCXI-1129 组成2线的64*4的开关矩阵结构，能实现将64路测试信号转接到4路模拟总线的功能。图5为系统的组成结构。测试程序TP到测试对象UUT的控制流程和控制流向划 分，由高到低分为五层结构测试管理层，测试程序层，仪器驱动层，操作系统层，物理硬件 层。
权利要求一种飞机电子部件的通用综合自动测试系统，其特征在于包括激励资源用于为被测飞机电子部件提供测试激励信号；信号检测资源用于从被测飞机电子部件采集与测量各种信号；电源系统为被测单元提供各种可编程控制交/直流电源；信号接口装置用于传输检测信号和激励信号，实现自动测试设备与被测单元间的规范、快速物理连接；开关系统实现被测单元信号与激励资源及检测资源间的连接与通道切换；测试控制器用于控制测试流程和信号；测试控制器实现自动测试系统中各种激励资源、检测资源和开关系统的配置，并决定其工作方式、状态、功能和参数，控制测试信号的通道选择与切换；测试系统与被测单元的信号交联通过信号接口装置实现。
2.根据权利要求1所述的飞机电子部件的通用综合自动测试系统，其特征在于所述 的测试控制器包括测试管理模块，用于控制各种测试模式； 测试程序模块，用于记录测试所需的程序函数； 仪器驱动模块，用于实现测试程序对硬件的控制； 测试操作模块，用于根据仪器驱动模块驱动命令进行测试操作； 测试管理模块调用测试程序模块的测试函数后输出测试控制信号到仪器驱动模块，通 过仪器驱动模块驱动测试操作模块输出操作控制信号，操作控制信号通过数据总线到硬件 部分对目标电子部件进行测试。
3.根据权利要求1或2所述的任意一项飞机电子部件的通用综合自动测试系统，其特 征在于所述的开关系统通过SCXI-1334接线端子，让一块SCXI-1129组成2线的32*8的 开关矩阵结构，实现将32路设备转接到8路模拟总线的功能，通过SCXI-1135接线端子，让 4块SCXI-1129组成2线的64*4的开关矩阵结构，实现将64路测试信号转接到4路模拟总 线的功能，并使用4块SCXI-1166组成通用开关结构。
专利摘要一种民航大型客机电子部件通用综合自动测试系统，硬件平台由测试控制器、测试仪器资源、开关系统与测试信号接口装置组成，该硬件平台采用嵌入式的测试控制计算机，采用模块化测试与激励设备，采用标准的GPIB、VXI、PXI总线控制，8路模拟总线开关系统结构，VPC90测试信号接口装置。系统的组成结构根据测试程序TP到测试对象UUT的控制流程和控制流向划分，由高到低分为五层结构测试管理层，测试程序层，仪器驱动层，操作系统层，物理硬件层。该通用综合自动测试系统能自动完成对被测对象飞机电子部件UUT的激励、测量、数据处理并显示输出测试结果。
文档编号G01R31/00GK201757767SQ20092005746
公开日2011年3月9日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者夏鹏, 曹东, 李辉宪 申请人:广州飞机维修工程有限公司