一种飞行管理导航计算机电源板的测试板卡和测试方法与流程

1.本发明涉及飞机设备的测试装置，具体的说是一种飞行管理导航计算机电源板的测试板卡和测试方法。


背景技术：

2.fmgc(pn：c13042ba08/c13043ab08)是适用于空客单通道(a319/a320/a321系列)飞机电子舱的自动飞行系统(afs)，其主要作用是为机组人员提供飞行指引、自动飞行、自动推力的飞行导航功能和横向导航、纵向导航与性能的飞行管理功能，电子飞行控制系统efcs的俯仰和滚动轴，飞行增量计算机fac的偏航轴，全权限数字式电子控制fadec的启动等等作用，是飞机飞行重要的控制计算机。该控制计算机fmgc中极其重要的飞行管理导航计算机电源板fmgc_psu(pn：u489aam01/u489abm02)极易出现故障，且经常有隐性不稳定故障，会引起组件故障，对飞机会有重大安全影响。且现有的atec6系列测试台只能对控制计算机fmgc整件进行测试，没有对该飞行管理导航计算机电源板进行单板测试，没有进行单板模拟负载测试和电压纹波检测，造成测不出隐性故障。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题之一是：提供一种飞行管理导航计算机电源板的测试板卡。
4.解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
5.一种飞行管理导航计算机电源板的测试板卡，用于对飞行管理导航计算机电源板即fmgc_psu进行测试，其特征在于，包括：控制端接口模块、八路电源检测模块、五路模拟负载模块和测试端接口模块；
6.所述八路电源检测模块能够通过所述控制端接口模块接收由外部的arm处理器发送的电源检测指令，以依据该电源检测指令通过所述测试端接口模块对被测试飞行管理导航计算机电源板的八个电源端中的任意一个进行采样，并将采样到的电压信号通过所述控制端接口模块发送给所述arm处理器；其中，所述八个电源端分别为3v_sd电源端、28vf电源端、+15vuut电源端、+5vuut电源端、+5v_sw电源端、+5v_sd电源端、+5vs电源端、-15vuut电源端；
7.所述五路模拟负载模块能够通过所述控制端接口模块接收由fpga控制器发送的模拟负载指令，以依据该模拟负载指令通过所述测试端接口模块为所述被测试飞行管理导航计算机电源板的五个电源端接入或断开相应的功率电阻负载，使得所述五个电源端在接入相应的功率电阻负载时分别工作在其最大工作电流；其中，所述五个电源端分别为3v_sd电源端、+15vuut电源端、+5vuut电源端、+5v_sw电源端、-15vuut电源端；
8.并且，所述测试端接口模块设有用于实现外部的示波器与所述八个电源端电性连接的八个接线端子。
9.其中，所述arm处理器优选采用st(意法半导体)以基于cortex
tm-m4为内核的
stm32f4系列高性能微控制器。
10.优选的：如图2所示，所述控制端接口模块包括电源检测指令输入接口和采样电压信号输出口，所述八路电源检测模块包括型号为dg528的多路复用开关芯片和八路分压电路；所述多路复用开关芯片的控制端通过所述电源检测指令输入接口连接所述arm处理器的io控制口，以接收所述电源检测指令；所述多路复用开关芯片的八个输入端分别通过所述八路分压电路和测试端接口模块连接所述被测试飞行管理导航计算机电源板的八个电源端，所述八路分压电路用于将所述八个电源端的电压降压至所述多路复用开关芯片的最大输入电压以下；所述多路复用开关芯片的输出端通过所述采样电压信号输出口连接所述arm处理器的模数转换器输入口，以输出采样到的电压信号。
11.作为本发明的优选实施方式：所述测试板卡还包括三路过压模块；
12.所述三路过压模块能够通过所述控制端接口模块接入由外部的可调电源提供并与所述被测试飞行管理导航计算机电源板的三个电源端对应的三路过压电压，其中，所述三个电源端分别为+15vuut电源端、+5vuut电源端、-15vuut电源端，每一路过压电压均超过其对应电源端的额定工作电压，例如：+15vuut电源端对应的过压电压可以设置为+17v，-15vuut电源端对应的过压电压可以设置为-17v；且所述三路过压模块能够通过所述控制端接口模块接收由外部的fpga控制器发送的过压测试指令，以依据该过压测试指令将任意一路所述过压电压通过所述测试端接口模块施加到所述被测试飞行管理导航计算机电源板对应的电源端。
13.优选的：所述三路过压模块包括三个继电器，所述三个继电器的输入端通过所述控制端接口模块接入所述三路过压电压，所述三个继电器的输出端通过所述测试端接口模块连接所述被测试飞行管理导航计算机电源板的三个电源端，所述三个继电器的控制端通过所述控制端接口模块接收所述过压测试指令，以通过控制该三个继电器的通断，实现所述三路过压电压的施加和断开。
14.其中，所述可调电源可以通过dc-dc升压模块提供所述三路过压电压。
15.作为本发明的优选实施方式：所述测试板卡还包括双向电平转换模块；
16.所述双向电平转换模块能够通过所述控制端接口模块接收由fpga控制器发送的输入输出检测指令，以依据该输入输出检测指令通过所述测试端接口模块采集所述被测试飞行管理导航计算机电源板的任意一个输入端或任意一个输出端的电平状态，并将采集到的电平状态通过所述控制端接口模块发送给所述fpga控制器。
17.优选的：所述双向电平转换模块采用型号为txs0108的双向电平转换芯片。
18.作为本发明的优选实施方式：所述测试板卡还包括板卡识别模块；
19.所述板卡识别模块能够通过所述控制端接口模块接收由arm处理器发送的板卡识别指令，以依据该板卡识别指令通过所述控制端接口模块向所述arm处理器输出板卡识别模块所存放的测试板卡识别号。
20.优选的：所述板卡识别模块采用两块型号为74hc165的寄存器芯片。
21.本发明所要解决的技术问题之二是：提供一种飞行管理导航计算机电源板的测试方法。
22.解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
23.一种飞行管理导航计算机电源板的测试方法，其特征在于，包括：
24.步骤s1、将所述测试板卡分别与可调电源、arm处理器、fpga控制器、被测试飞行管理导航计算机电源板和示波器进行连接；
25.步骤s2、向所述测试板卡发送所述板卡识别指令，并判断读取到的测试板卡识别号与所述被测试飞行管理导航计算机电源板是否匹配，如否，则更换与被测试飞行管理导航计算机电源板匹配的测试板卡后，重复所述步骤s1和步骤s2；从而，能够防止工作人员使用错误的测试板卡。
26.步骤s3、通过向所述测试板卡发送所述模拟负载指令，以在所述被测试飞行管理导航计算机电源板的五个电源端接入所述功率电阻负载和断开所述功率电阻负载的两种状态下，执行以下步骤s4至步骤s6；
27.步骤s4、进行电源故障检测，包括：
28.向所述测试板卡发送所述电源检测指令；
29.如果对所述被测试飞行管理导航计算机电源板的八个电源端中的任意一个进行采样时，所述arm处理器未能接收到相应的电压信号，则判断相应的电源端存在故障；
30.如果所述arm处理器在对所述被测试飞行管理导航计算机电源板的八个电源端进行采样时均能接收到相应的电压信号，则通过所述示波器对所述八个电源端的电压纹波进行检测，并判定电压纹波在预设波动范围(例如10％)之内的电源端无故障，判定电压纹波在预设波动范围之外的电源端存在故障；
31.步骤s5、分别对所述+15vuut电源端、+5vuut电源端、-15vuut电源端中的每一个进行过压检测，包括：
32.通过向所述测试板卡发送所述过压测试指令，先对相应的电源端施加对应的过压电压，再将该电源端与过压电压断开，然后通过所述八路电源检测模块检测该电源端的电压信号，如果检测获得的电压值为0，则判定所述被测试飞行管理导航计算机电源板对应该电源端的过压保护功能无故障，否则，判定所述被测试飞行管理导航计算机电源板对应该电源端的过压保护功能存在故障；
33.步骤s6、进行输入输出端故障检测，包括：
34.向所述测试板卡发送所述输入输出检测指令，如果所述fpga控制器能够接收到所述被测试飞行管理导航计算机电源板的相应输入端或相应输出端的电平状态，则判定该输入端或输出端无故障，否则，判定该输入端或输出端存在故障。
35.从而，本发明采用设有控制端接口模块、八路电源检测模块、五路模拟负载模块、测试端接口模块、三路过压模块、双向电平转换模块、卡识别模块的测试板卡，通过步骤s1至步骤s6，能够对飞行管理导航计算机电源板进行单板测试，包括在飞行管理导航计算机电源板的五个电源端接入功率电阻负载和断开所述功率电阻负载的两种状态下，分别进行的电源故障检测、过压检测和输入输出端故障检测，且步骤s4中通过示波器对飞行管理导航计算机电源板的八个电源端进行了电压纹波检测，因此，本发明能够完整模拟飞行管理导航计算机电源板的负载并进行全面的功能测试，能够有效检测出飞行管理导航计算机电源板的隐性故障。
36.优选的：所述测试方法还包括：
37.步骤s7、通过pc端输出测试报告，该测试报告包含所述步骤s3至步骤s6的测试过程数据和结果。
38.其中，执行本发明测试方法的自动测试程序tps，优选采用teststand软件编写。
39.其中，本发明的arm处理器和fpga控制器可以利用航空部件板级测试系统的资源和设备。
40.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
41.本发明采用设有控制端接口模块、八路电源检测模块、五路模拟负载模块、测试端接口模块、三路过压模块、双向电平转换模块、卡识别模块的测试板卡，通过步骤s1至步骤s6，能够对飞行管理导航计算机电源板进行单板测试，包括在飞行管理导航计算机电源板的五个电源端接入功率电阻负载和断开所述功率电阻负载的两种状态下，分别进行的电源故障检测、过压检测和输入输出端故障检测，且步骤s4中通过示波器对飞行管理导航计算机电源板的八个电源端进行了电压纹波检测，因此，本发明能够完整模拟飞行管理导航计算机电源板的负载并进行全面的功能测试，能够有效检测出飞行管理导航计算机电源板的隐性故障。
附图说明
42.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
43.图1为本发明的测试板卡的电路原理框图；
44.图2为本发明中八路电源检测模块的电路原理框图；
45.图3为本发明中五路模拟负载模块的电路原理框图；
46.图4为本发明中三路过压模块的电路原理框图；
47.图5为本发明中双向电平转换模块的电路原理框图；
48.图6为本发明中板卡识别模块的电路原理框图。
具体实施方式
49.下面结合实施例及其附图对本发明进行详细说明，以帮助本领域的技术人员更好的理解本发明的发明构思，但本发明权利要求的保护范围不限于下述实施例，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明之发明构思的前提下，没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
50.如图1至图6所示，本发明公开的是一种飞行管理导航计算机电源板的测试板卡，用于对飞行管理导航计算机电源板即fmgc_psu进行测试，包括：控制端接口模块、八路电源检测模块、五路模拟负载模块和测试端接口模块；
51.所述八路电源检测模块能够通过所述控制端接口模块接收由外部的arm处理器发送的电源检测指令，以依据该电源检测指令通过所述测试端接口模块对被测试飞行管理导航计算机电源板的八个电源端中的任意一个进行采样，并将采样到的电压信号通过所述控制端接口模块发送给所述arm处理器；其中，所述八个电源端分别为3v_sd电源端、28vf电源端、+15vuut电源端、+5vuut电源端、+5v_sw电源端、+5v_sd电源端、+5vs电源端、-15vuut电源端；
52.所述五路模拟负载模块能够通过所述控制端接口模块接收由fpga控制器发送的模拟负载指令，以依据该模拟负载指令通过所述测试端接口模块为所述被测试飞行管理导航计算机电源板的五个电源端接入或断开相应的功率电阻负载，使得所述五个电源端在接
入相应的功率电阻负载时分别工作在其最大工作电流；其中，所述五个电源端分别为3v_sd电源端、+15vuut电源端、+5vuut电源端、+5v_sw电源端、-15vuut电源端；
53.并且，所述测试端接口模块设有用于实现外部的示波器与所述八个电源端电性连接的八个接线端子。
54.其中，所述arm处理器优选采用st(意法半导体)以基于cortex
tm-m4为内核的stm32f4系列高性能微控制器。
55.以上为本发明的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：
56.优选的：如图2所示，所述控制端接口模块包括电源检测指令输入接口和采样电压信号输出口，所述八路电源检测模块包括型号为dg528的多路复用开关芯片和八路分压电路；所述多路复用开关芯片的控制端通过所述电源检测指令输入接口连接所述arm处理器的io控制口，以接收所述电源检测指令；所述多路复用开关芯片的八个输入端分别通过所述八路分压电路和测试端接口模块连接所述被测试飞行管理导航计算机电源板的八个电源端，所述八路分压电路用于将所述八个电源端的电压降压至所述多路复用开关芯片的最大输入电压以下；所述多路复用开关芯片的输出端通过所述采样电压信号输出口连接所述arm处理器的模数转换器输入口，以输出采样到的电压信号。
57.作为本发明的优选实施方式：所述测试板卡还包括三路过压模块；
58.所述三路过压模块能够通过所述控制端接口模块接入由外部的可调电源提供并与所述被测试飞行管理导航计算机电源板的三个电源端对应的三路过压电压，其中，所述三个电源端分别为+15vuut电源端、+5vuut电源端、-15vuut电源端，每一路过压电压均超过其对应电源端的额定工作电压，例如：+15vuut电源端对应的过压电压可以设置为+17v，-15vuut电源端对应的过压电压可以设置为-17v；且所述三路过压模块能够通过所述控制端接口模块接收由外部的fpga控制器发送的过压测试指令，以依据该过压测试指令将任意一路所述过压电压通过所述测试端接口模块施加到所述被测试飞行管理导航计算机电源板对应的电源端。
59.优选的：所述三路过压模块包括三个继电器，所述三个继电器的输入端通过所述控制端接口模块接入所述三路过压电压，所述三个继电器的输出端通过所述测试端接口模块连接所述被测试飞行管理导航计算机电源板的三个电源端，所述三个继电器的控制端通过所述控制端接口模块接收所述过压测试指令，以通过控制该三个继电器的通断，实现所述三路过压电压的施加和断开。
60.其中，所述可调电源可以通过dc-dc升压模块提供所述三路过压电压。
61.作为本发明的优选实施方式：所述测试板卡还包括双向电平转换模块；
62.所述双向电平转换模块能够通过所述控制端接口模块接收由fpga控制器发送的输入输出检测指令，以依据该输入输出检测指令通过所述测试端接口模块采集所述被测试飞行管理导航计算机电源板的任意一个输入端或任意一个输出端的电平状态，并将采集到的电平状态通过所述控制端接口模块发送给所述fpga控制器。
63.优选的：所述双向电平转换模块采用型号为txs0108的双向电平转换芯片。
64.作为本发明的优选实施方式：所述测试板卡还包括板卡识别模块；
65.所述板卡识别模块能够通过所述控制端接口模块接收由arm处理器发送的板卡识
别指令，以依据该板卡识别指令通过所述控制端接口模块向所述arm处理器输出板卡识别模块所存放的测试板卡识别号。
66.优选的：所述板卡识别模块采用两块型号为74hc165的寄存器芯片。
67.本发明还公开了一种飞行管理导航计算机电源板的测试方法，包括：
68.步骤s1、将所述测试板卡分别与可调电源、arm处理器、fpga控制器、被测试飞行管理导航计算机电源板和示波器进行连接；
69.步骤s2、向所述测试板卡发送所述板卡识别指令，并判断读取到的测试板卡识别号与所述被测试飞行管理导航计算机电源板是否匹配，如否，则更换与被测试飞行管理导航计算机电源板匹配的测试板卡后，重复所述步骤s1和步骤s2；从而，能够防止工作人员使用错误的测试板卡。
70.步骤s3、通过向所述测试板卡发送所述模拟负载指令，以在所述被测试飞行管理导航计算机电源板的五个电源端接入所述功率电阻负载和断开所述功率电阻负载的两种状态下，执行以下步骤s4至步骤s6；
71.步骤s4、进行电源故障检测，包括：
72.向所述测试板卡发送所述电源检测指令；
73.如果对所述被测试飞行管理导航计算机电源板的八个电源端中的任意一个进行采样时，所述arm处理器未能接收到相应的电压信号，则判断相应的电源端存在故障；
74.如果所述arm处理器在对所述被测试飞行管理导航计算机电源板的八个电源端进行采样时均能接收到相应的电压信号，则通过所述示波器对所述八个电源端的电压纹波进行检测，并判定电压纹波在预设波动范围(例如10％)之内的电源端无故障，判定电压纹波在预设波动范围之外的电源端存在故障；
75.步骤s5、分别对所述+15vuut电源端、+5vuut电源端、-15vuut电源端中的每一个进行过压检测，包括：
76.通过向所述测试板卡发送所述过压测试指令，先对相应的电源端施加对应的过压电压，再将该电源端与过压电压断开，然后通过所述八路电源检测模块检测该电源端的电压信号，如果检测获得的电压值为0，则判定所述被测试飞行管理导航计算机电源板对应该电源端的过压保护功能无故障，否则，判定所述被测试飞行管理导航计算机电源板对应该电源端的过压保护功能存在故障；
77.步骤s6、进行输入输出端故障检测，包括：
78.向所述测试板卡发送所述输入输出检测指令，如果所述fpga控制器能够接收到所述被测试飞行管理导航计算机电源板的相应输入端或相应输出端的电平状态，则判定该输入端或输出端无故障，否则，判定该输入端或输出端存在故障。
79.从而，本发明采用设有控制端接口模块、八路电源检测模块、五路模拟负载模块、测试端接口模块、三路过压模块、双向电平转换模块、卡识别模块的测试板卡，通过步骤s1至步骤s6，能够对飞行管理导航计算机电源板进行单板测试，包括在飞行管理导航计算机电源板的五个电源端接入功率电阻负载和断开所述功率电阻负载的两种状态下，分别进行的电源故障检测、过压检测和输入输出端故障检测，且步骤s4中通过示波器对飞行管理导航计算机电源板的八个电源端进行了电压纹波检测，因此，本发明能够完整模拟飞行管理导航计算机电源板的负载并进行全面的功能测试，能够有效检测出飞行管理导航计算机电
源板的隐性故障。
80.优选的：所述测试方法还包括：
81.步骤s7、通过pc端输出测试报告，该测试报告包含所述步骤s3至步骤s6的测试过程数据和结果。
82.其中，执行本发明测试方法的自动测试程序tps，优选采用teststand软件编写。
83.其中，本发明的arm处理器和fpga控制器可以利用航空部件板级测试系统的资源和设备。
84.本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。