一种便携式多功能单板测试工装的制作方法

1.本发明涉及航空电子通讯技术领域，具体涉及一种集智能诊断系统与智能信号模拟的便携式多功能单板测试工装。


背景技术：

2.飞行参数采集器涉及各种采集板卡，按照信号类型的划分，可将飞行参数采集器的采集板卡可为离散量/频率量信号接口、模拟量信号接口、总线信号接口、主计算机接口以及音视频信号接口模块。飞行参数采集器的采集类单板交联接口众多，现有测试方法为“单板测试+整机测试”的方式，在测试使用上存在很多问题，如：1)单板测试效率低、接口覆盖不全，部分接口只能依托于整机测试来完成，如果有设计缺陷在整机测试中才被发现的话，代价会更大；2)整机测试只能进行功能测试，无法进行边界测试，部分预留功能无法进行测试，后续外场加参和板卡借用留下隐患；3)部分板卡间交联通讯问题，难以排查，影响测试效率；4)不同类型的采集单板测试需要更换不同的信号源以及测试电缆。
3.随着智能化的发展，现有的采集类单板无法做到接口数量保持一致，内总线交互方式不在唯一，采集的信号类型不在单一，特殊类型的信号越来越多。因此根据上述分析，现有测试方法存在诸多不足之处，为加快单板调试、提高整机测试效率，同时保证测试的充分性，开发板卡级测试工装，智能检测单板故障类型，完成元器件的故障定位就显得尤为重要。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供一种便携式多功能单板测试工装，该测试工装集成了智能诊断系统与智能信号模拟，解决了现有工装繁琐与笨重，测试信号类型单一，无法充分测试的显著问题，使得测试工装更加便携式与智能化，满足了航空电子技术通讯领域的板卡级测试需求。
5.本技术实施例提供以下技术方案：一种便携式多功能单板测试工装，包括：接口测试盒、上位机、主控盒、通用测试底板、测试电缆；
6.所述接口测试盒和所述主控盒均与所述上位机通过所述测试电缆通讯连接，所述通用测试底板上设置主控盒连接器和被测单板连接器，分别用于连接所述主控盒和被测单板；
7.所述接口测试盒中包括开关量信号源、模拟量信号源、rs422信号源和hb6096信号源，且所述接口测试盒中内置矩阵拼接系统，所述矩阵拼接系统用于对所述接口测试盒中的各信号源进行切换调整；
8.所述被测单板连接器包括16位内总线连接器、8位内总线连接器、io控制连接器；所述测试电缆适配不同的连接器引脚定义，通过可拆卸方式切换不同连接器。
9.进一步地，所述上位机中设置通用测试信号源上位机软件，所述通用测试信号源上位机软件包括激励仿真软件，用于选择不同类型的信号源，通过所述接口测试盒内置的
矩阵拼接系统自由组合，以适用不同类型的被测单板。
10.进一步地，所述矩阵拼接系统通过以太网获取所述上位机加载的信号配置信息，所述矩阵拼接系统通过对该信号配置信息进行解析，对底层驱动的寄存器赋值，通过寄存器对继电器的使能端进行控制，以对所述上位机不同的输入信号进行重新组合并且输出。
11.进一步地，所述上位机中设置智能诊断系统，所述智能诊断系统包括诊断单元和显示单元，所述诊断单元用于根据被测单板的信号特征进行分析判断，对被测单板的功能故障进行检测并定位，所述显示单元用于对检测出的故障信息进行显示。
12.进一步地，所述开关量信号源包括开关频率信号源，所述模拟量信号源包括直流模拟音频信号源、交流模拟信号源、模拟输出信号源。
13.进一步地，所述矩阵拼接系统通过gjb289a总线分别与所述开关量信号源、模拟量信号源、rs422信号源和hb6096信号源控制连接。
14.进一步地，还包括电源转换盒，所述电源转换盒用于将电源电压进行转换，将转换后的电源提供至所述通用测试底板。
15.进一步地，所述接口测试盒还与所述通用测试底板通过所述测试电缆通讯连接。
16.进一步地，所述接口测试盒配设24v电源适配器，为所述接口测试盒供电。
17.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本发明实施例是一种集智能诊断系统与智能信号模拟的便携式多功能单板测试工装，能够有效解决单板测试效率低、接口覆盖不全，部分接口只能依托于整机测试的缺陷，同时很大程度上减轻了开发人员的工作量，提高工作效率，减少了出错的可能性。并且，本发明的测试工装体积小，重量轻，便于携带。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1是本发明实施例的便携式单板测试工装系统结构示意图；
20.图2是本发明实施例中直流模拟音频信号内部原理框图；
21.图3是本发明实施例中rs422总线信号内部原理框图；
22.图4是本发明实施例中主控模块内部原理框图；
23.图5是本发明实施例中测试底板原理框图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.如图1-图5所示，本发明实施例提供了一种便携式多功能单板测试工装，包括：接
口测试盒、上位机、主控盒、通用测试底板、电源转换盒、测试电缆；
27.所述接口测试盒和所述主控盒均与所述上位机通过所述测试电缆通讯连接，所述通用测试底板上设置主控盒连接器和被测单板连接器，分别用于连接所述主控盒和被测单板；所述接口测试盒还与所述通用测试底板通过所述测试电缆通讯连接。
28.所述接口测试盒中可包括开关频率信号源、直流模拟音频信号源、交流模拟信号源、模拟输出信号源、电源转换模块、rs422信号源和hb6096信号源，且所述接口测试盒中内置矩阵拼接系统，所述矩阵拼接系统用于对所述接口测试盒中的各信号源进行切换调整；所述接口测试盒配设24v电源适配器。所述矩阵拼接系统通过gjb289a总线分别与所述开关频率信号源、直流模拟音频信号源、交流模拟信号源、模拟输出信号源、rs422信号源和hb6096信号源控制连接。
29.所述被测单板连接器包括16位内总线连接器、8位内总线连接器、io控制连接器；所述测试电缆适配不同的连接器引脚定义，通过可拆卸方式切换不同连接器。所述电源转换盒用于将电源电压进行转换，将转换后的电源提供至所述通用测试底板。
30.本发明实施例中，如图1所示，所述开关频率信号源基于soc平台搭建电路可输出80路离散量信号，1路信号可特殊设置，频率量4路，脉冲信号2路。
31.所述交流模拟信号源基于soc平台搭建电路可输出2路115v交流信号，1路交流比率信号激磁，2路比率信号，1路同步器信号激磁信号，3组输出同步器信号(x、y、z三相信号为1组)，4组rvdt信号。
32.所述直流模拟音频信号源基于soc平台搭建电路可输出直流-50v～50v信号4路；输出直流-10v～10v信号60路，正弦音频信号4路，直流-800mv～800mv信号8路，1路可以特殊设置，-40ma～40ma电流信号8路。
33.所述rs422信号源基于soc平台搭建电路可输出32路全双工422信号，波特率可调：9600bps～921600bps；同时包含输出2路，输入2路的哈佛码总线信号。
34.另外，基于soc平台搭建的所述hb6096信号源为通信速率可设置的总线信号，包含48路输出，8路输入。
35.本发明的接口测试盒包含多种类型的激励信号，比较灵活，可实现不同类型采集板卡的测试要求。
36.所述主控盒中的主控模块有16位并行读写接口，时标发送接口。
37.所述上位机和所述接口测试盒进行通讯，控制接口测试盒信号发送；所述上位机和所述主控盒进行通讯，接收主控盒数据、给主控盒发送命令。
38.本发明的接口测试盒提供了一种可自由组合的智能信号模拟装置，通过内置矩阵拼接系统可以将不同类型的离散量信号，模拟量信号，rs422总线信号，hb6096总线信号，音频信号等进行自由组合，以满足单板的对不同类型信号测试需求，克服了只能对单一信号进行测试的缺陷。
39.在本发明的具体实施方式中，所述上位机中设置通用测试信号源上位机软件，所述通用测试信号源上位机软件包括激励仿真软件，用于选择不同类型的信号源，通过所述接口测试盒内置的矩阵拼接系统自由组合，以适用不同类型的被测单板。同时激励仿真软件包含信号源处理器的程序加载、配置加载等。本发明通过激励仿真软件实现将多种类型的信号进行自由组合，对整个单板的采集功能能够进行完整测试。
40.在本发明的具体实施方式中，进一步地，所述上位机中设置智能诊断系统，该智能诊断系统包括对单板的功能故障测试功能，元器件的精准故障定位功能，并且智能显示等，用于对单板的采集功能验证，元器件的排故以及故障警告，提升单板的测试效率。
41.具体地，所述智能诊断系统包括诊断单元和显示单元，所述诊断单元用于根据被测单板的信号特征进行分析判断，对被测单板的功能故障进行检测并定位，所述显示单元用于对检测出的故障信息进行显示。
42.本发明实施例中的测试电缆，适用于传递不同类型的信号源，可测试信号类型多样且复杂的采集单板，不在局限于信号单一的采集类板卡，同时测试电缆包含的连接器可自由拆卸，适用于不同的连接器引脚定义，可实现电缆的通用性，降低测试工装的成本。
43.另外，在本发明的一种实施例中，主控盒设有维护软件，用于主控盒处理器的程序加载、配置加载及数据采集、显示及数据的本地存储等功能。
44.接下来，结合附图1-5对本发明实施例进一步说明。
45.如图1所示：该便携式多功能单板测试工装由接口测试盒(含24v电源适配器)、上位机(含通用测试信号源上位机软件)、通用测试底板、电源转换盒(含24v电源适配器)、测试电缆(含连接器)组成。24v电源适配器给接口测试盒提供电源，接口测试盒用来提供不同类型的信号源，含开关量信号、模拟量信号、rs422总线信号及hb6096总线信号等，并且通过pc机对内置矩阵拼接系统进行配置加载，接口测试盒可输出不同类型组合的信号源，如信号源输出的信号前10路为开关量，第10-20路可设置为模拟量信号，第20-25路可设置为rs422总线信号，第25路-30路可设置为hb6096总线信号。根据测试单板的采集信号的不同，可通过pc机对配置进行修改并且加载到接口测试盒的内置矩阵拼接系统中，对输出的信号进行调整，包括输出信号类型以及信号的通道数，都可做到可配置且自由组合。
46.接口测试盒包含开关/频率信号源，直流模拟音频信号源，如图2所示，交流模拟信号源，模拟输出信号源，电源转换模块，rs422信号源，如图3所示，hb6096信号源，gjb289a总线以及内置矩阵拼接系统。
47.如图2所示，直流模拟音频信号源基于soc平台搭建电路可输出64路直流大信号模拟量，其中直流电压-10v～10v范围有60路，直流电压范围为-50～50v的有4路；输出4路音频信号，电压范围：0v～50v(峰值)，频率范围：20～20khz；输出8路直流小信号，信号范围-800mv～800mv，其中有一路小信号可以叠加0～50v共模电压，即信号负端对地50v，差分-800mv～800mv电压，另有一路信号可编程设置信号变化，并且可叠加正弦交流信号，频率0～40hz可调，幅值0～800mv可调；输出8路的-40ma～40ma电流信号。对于音频信号、小信号及电流信号通过预留接口的方式，可以通过外接方式引入。图2中所示预留接口包含有小信号电压接口、电流接口及音频信号接口，产品内部通过直连方式拉通，当被测接口有这些电路时，可以借助外部的直流电压源、信号发生器等设备，在测试盒外部留有接线孔，对于-10v～+10v信号，采用一带多的并联方式向外发送信号，为防止模拟量通道间的串扰现象不能测试出，在信号发送时，相邻通道发送的模拟量电压应为阶梯增加或者阶梯减小方式。测试盒通过以太网从pc机获取发送的配置信息(配置格式待定)，根据配置信息按照设定的电压值进行发送。在测试盒上设置有电压测试孔，并可以通过pc机维护软件进行校准设置。
48.如图3所示，rs422信号源基于soc平台搭建电路可输出32路全双工422信号，波特率可调：9600bps～921600bps；同时包含输出2路，输入2路的哈佛码总线信号。通过以太网
从pc机获取配置信息(配置格式可配)，根据配置信息按照设定的波特率、发送周期和校验方式等信息接收和发送相应通道的总线数据。接收到的总线数据可以实时在pc机上显示(通讯格式可配)。
49.所述的内置矩阵拼接系统可将系统前端多样化的输入信号进行切换重新排列，且不会对信号进行衰减，内置矩阵拼接系统通过以太网获取pc机加载的信号配置信息，内置矩阵拼接系统通过对配置信息的解析，对底层驱动的寄存器赋值，通过寄存器的对继电器的使能端进行控制，从而达到将前端多样化的输入信号进行重新组合并且输出。
50.所述的测试电缆含新型连接器的主要作用是将接口盒输出的信号传递到通用测试底板上，如图5所示，该测试电缆的最大作用是适用于传递不同类型的信号源，不在局限于单一信号的传递，测试电缆包含的连接器可自由拆卸，适用于不同的连接器引脚定义，具有通用性。对于通用性测试底板来说，当被测板卡为基于16位背板总线板卡时，开关板、模拟量板以及总线板从x1连接器插入，主控盒从连接器x4插入，连接主控盒的供电线，从连接器接入信号源，启动电源盒给被测板卡和主控盒供电。当被测板卡为基于8位背板总线板卡时，开关板、模拟量板以及总线板从x2连接器插入，主控盒从连接器x5插入，连接主控盒的供电线，从连接器接入信号源，启动电源盒给被测板卡和主控盒供电。当被测板卡为无处理器时时，被测板卡从x3连接器插入。从连接器接入信号源，启动电源盒给被测板卡供电。
51.主控盒考虑兼容设计，通过加载不同软件，既可以通过16位背板总线和8位背板总线对被测板卡进行通讯，又可以通过io直接控制被测板卡，主控盒硬件原理框图如图4所示，当被测板卡为基于16位背板总线板卡时，主控盒通过连接器1和载板通讯；当被测板卡为基于8位背板总线板卡时，主控盒通过连接器2和载板通讯；当被测板卡为不带cpu的板卡时，主控盒通过连接器3和载板进行通讯。
52.在对不带cpu的板卡测试中，考虑到对不同类型调理板卡，soc的pl端口方向设置存在不一致问题，为避免io端口冲突造成的器件损坏，在设计主控盒对外的端口时，需对每根控制线串接33ω电阻。
53.所述的智能诊断系统可通过对测试板卡的电压，电流，电阻等信号特征进行记录，从局部细微部分得到显著的特征值，来提取故障参数，建立故障模型，使用智能识别算法进行计算、识别判断，进而进一步确定故障类型，提高对测试板卡的功能电路检测效率，精确定位故障元器件的位置。同时也可通过逻辑判断，对功能电路进行精确验证，对测试板卡的边界值进行测试，有效的提高了单板的测试性。
54.本发明的测试工装具有信号源数量的扩展性，能够满足以后更多的需求，能够有效解决单板测试效率低、接口覆盖不全，部分接口只能依托于整机测试的缺陷。该测试工装大幅提高了单板的测试效率，降低了开发人员硬件排故的时间，提高了整机测试效率，并且体积小，重量轻，便于携带。
55.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。