研制中的民用航空電子ATE設(shè)備簡(jiǎn)介工程的根本情況：1

引言在以電子技術(shù)和信息技術(shù)為主要推動(dòng)力、數(shù)字化技術(shù)為核心的技術(shù)背景下，自動(dòng)測(cè)試設(shè)備〔AutomaticTestingEquipment,簡(jiǎn)稱ATE〕成為軍用、民用航空電子設(shè)備、武器裝備、現(xiàn)代化指揮、空中交管系統(tǒng)平安運(yùn)行和準(zhǔn)確操作所必需的重要支撐技術(shù)，是使航空電子設(shè)備、武器裝備系統(tǒng)處于良好狀態(tài)的重要保證。隨著現(xiàn)代化空中交管指揮系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和武器裝備技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)ATE技術(shù)的需求越來(lái)越高。2

國(guó)內(nèi)外開(kāi)展方向2.1國(guó)外ATE開(kāi)展現(xiàn)狀及開(kāi)展趨勢(shì)在科學(xué)技術(shù)高度開(kāi)展的今天，測(cè)試工作處于各種現(xiàn)代裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的首位，是保證現(xiàn)代裝備系統(tǒng)實(shí)際性能指標(biāo)的重要手段。代表著測(cè)試技術(shù)與儀器行業(yè)最高水平的ATE技術(shù)順應(yīng)時(shí)代潮流，以通用化、模塊化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為特點(diǎn)，在國(guó)際上得到了迅猛開(kāi)展。ATE集成技術(shù)，西方興旺國(guó)家早在80年代就已在航空、航海等領(lǐng)域廣泛采用，產(chǎn)生了巨大的軍事經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1987年，美國(guó)軍方?jīng)Q定將軍用測(cè)試市場(chǎng)向商用測(cè)試技術(shù)開(kāi)放以來(lái)，測(cè)試技術(shù)的開(kāi)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展幾乎是同步協(xié)調(diào)向前開(kāi)展的。計(jì)算機(jī)技術(shù)是測(cè)試技術(shù)的核心，假設(shè)脫離開(kāi)計(jì)算機(jī)、軟件、網(wǎng)絡(luò)、通信開(kāi)展的軌道，測(cè)試技術(shù)產(chǎn)業(yè)就不可能壯大。美國(guó)軍方在冷戰(zhàn)結(jié)束后，選擇了軍用－民用工業(yè)根底一體化的途徑，以便保持國(guó)防工業(yè)實(shí)力，使國(guó)防部門(mén)既能夠以較低本錢(qián)采購(gòu)到先進(jìn)的裝備，又能增加對(duì)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。軍方對(duì)測(cè)試需求貫徹三項(xiàng)出發(fā)點(diǎn)：測(cè)試采用開(kāi)放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、互換性、互操作性的產(chǎn)品?；诖耍?0年代末出現(xiàn)了VXI總線技術(shù)，1995年又推出了CompactPCI、PXI體系結(jié)構(gòu)。VXI、CompactPCI、PXI技術(shù)將在測(cè)試領(lǐng)域扮演重要角色。此外，以現(xiàn)場(chǎng)總線〔FieldBus〕、IEEE1394〔FireWire,防火墻〕、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)〔Intranet〕分布、高速、互連體系的測(cè)試系統(tǒng)也將越來(lái)越廣泛地得到應(yīng)用，總線和網(wǎng)絡(luò)將是測(cè)試工程師未來(lái)關(guān)注的熱點(diǎn)。對(duì)綜合測(cè)試技術(shù)的開(kāi)展，當(dāng)前軟件的開(kāi)展要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于硬件，綜合技術(shù)的本身軟件比硬件更重要。西方興旺國(guó)家對(duì)ATE系統(tǒng)的研制和應(yīng)用十分重視，都制定了嚴(yán)格的維修制度和完善的開(kāi)展規(guī)劃。如代表國(guó)際軍用ATE開(kāi)展最高水平的美國(guó)陸、海、空三軍均有自己完善的測(cè)試設(shè)備與技術(shù)開(kāi)展規(guī)劃：空軍模塊化自動(dòng)測(cè)試設(shè)備〔MATE〕開(kāi)展方案的目標(biāo)是強(qiáng)化系統(tǒng)功能、提高系統(tǒng)的通用性，為ATE設(shè)備的研制、生產(chǎn)和使用建立協(xié)調(diào)開(kāi)展的條件；海軍綜合自動(dòng)支援系統(tǒng)〔CASS〕開(kāi)展方案致力于加強(qiáng)海軍ATE的可測(cè)性工作和為海軍的飛機(jī)、艦艇和衛(wèi)星上的電子設(shè)備、導(dǎo)航、通信和電子戰(zhàn)系統(tǒng)等提供一種先進(jìn)的綜合自動(dòng)支援系統(tǒng)；陸軍的中級(jí)戰(zhàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)備〔IFTE〕開(kāi)展方案積極研究將人工智能應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng)裝備的維修等。其總的目標(biāo)是：開(kāi)展通用、多功能、抗干擾、小型化、模塊化和基于VXI總線的軍用ATE系統(tǒng)。民用航空電子ATE那么正在努力實(shí)現(xiàn)TPS的可移植和兼容。簡(jiǎn)而言之，國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)具有以下開(kāi)展特點(diǎn)和動(dòng)向：軍事電子技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)開(kāi)展的主要?jiǎng)恿χ唬灰岳走_(dá)、綜合電子戰(zhàn)為代表的軍事電子技術(shù)，以預(yù)警機(jī)和衛(wèi)星通信為代表的航空、航天技術(shù)以及以導(dǎo)彈精密制導(dǎo)為代表的兵器技術(shù)等都離不開(kāi)測(cè)試技術(shù)，測(cè)試儀器是軍事技術(shù)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)發(fā)工具，軍事技術(shù)為測(cè)試技術(shù)提供了難得的開(kāi)展機(jī)遇和廣闊的市場(chǎng)前景。測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)同步開(kāi)展；計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)試技術(shù)相結(jié)合，測(cè)試儀器進(jìn)入智能化時(shí)代，使采用誤差修正的高精度測(cè)量、實(shí)時(shí)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量成為可能。微波毫米波測(cè)試儀器仍將是今后的開(kāi)展重點(diǎn)；通信和視頻測(cè)試儀器是開(kāi)展的熱點(diǎn)；由于數(shù)字通信和視頻產(chǎn)品的蓬勃開(kāi)展，國(guó)外許多電子測(cè)試儀器公司紛紛將目光投向通信和視頻產(chǎn)品配套的電子測(cè)試儀器上，都將通信和視頻測(cè)試儀器視為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，并寄托了很大的希望。因此有關(guān)的射頻測(cè)試儀器;數(shù)字調(diào)制;解調(diào)與傳輸分析儀器;信令及規(guī)約分析儀器;光纖測(cè)試儀器;移動(dòng)通信測(cè)試儀器;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器;高清晰度電視及圖像評(píng)價(jià)與分析儀器和數(shù)字存儲(chǔ)示波器等都有較好的市場(chǎng)前景。這方面的測(cè)試儀器市場(chǎng)很大。品種很多，而且沒(méi)有一家儀器公司處于壟斷地位。由于通信體制和通信方式的多樣性并且正處于開(kāi)展的強(qiáng)勁時(shí)期，因此要求測(cè)試儀器的更新速度跟上通信產(chǎn)品的更新速度。為了搶占有利的市場(chǎng)位置，各儀器公司在增加測(cè)量功能和提高儀器性能的同時(shí)，盡量壓低本錢(qián)，把提高儀器的性價(jià)比作為追求的主要目標(biāo)?！?〕綜合便攜式的集成化測(cè)試系統(tǒng)受到普遍重視；〔6〕VXI、PXI等模塊化儀器是關(guān)注的焦點(diǎn)；VXI總線的模塊化測(cè)試儀器起源于美國(guó)，歐洲及日本等興旺資本主義國(guó)家反響比擬冷淡，90年代以后美國(guó)涌現(xiàn)出不少專門(mén)從事總線技術(shù)研究及產(chǎn)品發(fā)的中小儀器公司，如RACAL、ASCOR等，但VXI總線的儀器產(chǎn)品及市場(chǎng)還主要集中在HP等少數(shù)大公司，盡管VXI總線的儀器產(chǎn)品在美國(guó)儀器市場(chǎng)上所占比例缺乏5％，其他國(guó)家可能更低，但它確實(shí)是測(cè)試儀器的一個(gè)開(kāi)展方向。提出"虛擬儀器"和"軟件就是儀器"觀念的NI公司1997年又推出PXI模塊化儀器的機(jī)箱、模塊和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，從事VXI產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中小公司紛紛響應(yīng)，如ASCOR和RACAL等，但至今沒(méi)有聽(tīng)到HP和TEK等大公司對(duì)PXI的意見(jiàn)和態(tài)度，由于大公司的導(dǎo)向作用，他們的態(tài)度是至關(guān)重要的。〔7〕網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化技術(shù)成為開(kāi)拓的新亮點(diǎn);〔8〕民用ATE的TPS可移植和儀表儀器IVI驅(qū)動(dòng)正在開(kāi)展之中。

2.2國(guó)內(nèi)開(kāi)展現(xiàn)狀我國(guó)ATE的開(kāi)展從全盤(pán)引進(jìn)、仿制到自行研發(fā)，取得了舉世矚目的成就，生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)能力僅次于美、日、英、德、法，但這些測(cè)試儀器主要是中、低檔儀器。僅就可靠性而言，國(guó)產(chǎn)測(cè)試儀器的可靠性指標(biāo)一般在3000小時(shí)左右，而國(guó)外一般在10000小時(shí)以上，平均無(wú)故障時(shí)間為2-3萬(wàn)小時(shí)。從整體上看，我們?cè)诩夹g(shù)性能、制造工藝等方面與國(guó)際先進(jìn)水平還存在很大差距，主要表現(xiàn)為：(1)ATE技術(shù)落后，絕大多數(shù)領(lǐng)域所需的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和模塊尚屬空白；(2)多功能、通用測(cè)量?jī)x器品種少，配套能力差，更新?lián)Q代慢，主要性能指標(biāo)低下；(3)數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低；(4)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段和工藝落后，可靠性差。(5)大多數(shù)ATE是單系統(tǒng)設(shè)備，無(wú)綜合性ATE。(6)未采用國(guó)際通用的高級(jí)語(yǔ)言編程，開(kāi)放性差。(7)民用航空電子ATE只能檢測(cè)到LRU級(jí)，未到達(dá)SRU級(jí)?？傊?，落后的ATE技術(shù)與現(xiàn)代需求的矛盾日益突顯，深入開(kāi)展這方面的應(yīng)用研究迫在眉睫?；赩XI、PXI總線的虛擬儀器技術(shù)隨著儀器與系統(tǒng)硬件的不斷完善以及新的儀器設(shè)計(jì)思想的開(kāi)展，軟件的重要性與進(jìn)一步開(kāi)展的迫切性變得越來(lái)越突出，測(cè)試界今后的巨大變化將發(fā)生在軟件方面。虛擬儀器整合了計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、智能測(cè)試技術(shù)、模塊及總線的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理〔DSP〕技術(shù)、圖形處理技術(shù)及高速專用集成電路〔ASIC〕制造技術(shù)等，是建立在標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、積木化的硬件與軟件平臺(tái)上的一個(gè)完全開(kāi)放的系統(tǒng)。它強(qiáng)調(diào)軟件的作用，提出“軟件就是儀器〞的概念，用戶可根據(jù)自己的需要通過(guò)編制不同的測(cè)試軟件來(lái)構(gòu)成各種功能的測(cè)試系統(tǒng)，其中許多硬件功能可直接由軟件實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)具有極強(qiáng)的通用性和多功能性。隨著虛擬儀器技術(shù)向縱深開(kāi)展以及各項(xiàng)高新技術(shù)的進(jìn)步，人們完全可以實(shí)現(xiàn)將電子實(shí)驗(yàn)室“裝入〞電腦的設(shè)想。VXI總線是VME總線標(biāo)準(zhǔn)在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，PXI總線是目前微機(jī)和效勞器領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的PCI總線標(biāo)準(zhǔn)在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，它的問(wèn)世，給電子測(cè)量?jī)x器及測(cè)試系統(tǒng)帶來(lái)一場(chǎng)深刻的革命。其總線標(biāo)準(zhǔn)是一種在世界范圍內(nèi)完全開(kāi)放的、適用于不同廠家和不同應(yīng)用領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。VXI、PXI總線系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、模塊化的顯著特點(diǎn)，集測(cè)量、計(jì)算、通信與控制〔MC3〕一體化。據(jù)國(guó)際開(kāi)展動(dòng)態(tài)，本類儀器將在很大程度上取代現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的GPIB總線系統(tǒng)和個(gè)人儀器系統(tǒng)。此外它還能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的效能，運(yùn)用新的測(cè)量原理構(gòu)成虛擬儀器，因而VXI、PXI系統(tǒng)有“未來(lái)儀器〞和“未來(lái)系統(tǒng)〞之稱?；赩XI、PXI總線的虛擬儀器正是計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、VXI、PXI總線技術(shù)的完美結(jié)合，代表了當(dāng)前和今后儀器測(cè)試領(lǐng)域的開(kāi)展方向和世界潮流。它的出現(xiàn)必將是儀器開(kāi)展史上的一場(chǎng)偉大革命。3.系統(tǒng)方案：該工程產(chǎn)品主要瞄準(zhǔn)國(guó)外正在開(kāi)展之中的，采用虛擬儀表的高智能航空電子自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備〔ATE〕。工程針對(duì)高速開(kāi)展的我國(guó)民用航空機(jī)載設(shè)備領(lǐng)域，研制采用VXI和PXI虛擬儀器技術(shù)，符合國(guó)際民航測(cè)試設(shè)備SMART(StandardModularAvionicsRepairandTest)思想，使用國(guó)際通用自動(dòng)測(cè)試語(yǔ)言〔ATLAS〕編程的大型、綜合性自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)，到達(dá)LRU和SRU〔ShopReplacementUnit內(nèi)場(chǎng)可更換件〕級(jí)檢修水平。在此根底上,移植、開(kāi)發(fā)TPS〔TestProgramSet〕軟件包并使之商品化。根據(jù)國(guó)外各ATE生產(chǎn)廠家的情況來(lái)看，綜合性ATE設(shè)備制造，均是采用二次集成方法，只有少數(shù)特殊設(shè)備自行設(shè)計(jì)、制造。如國(guó)外HONEYWELL的UAT系列產(chǎn)品，以色列RADA公司的CATS系列產(chǎn)品，著名軍用ATE設(shè)備商“美泰克〞的VTS-3000A產(chǎn)品，EADS公司Serials6系列產(chǎn)品，都是集成了世界上最著名的各設(shè)備生產(chǎn)商產(chǎn)品，形成所謂COTS結(jié)構(gòu)，以防止美軍常頭痛的升級(jí)問(wèn)題，因此，我們也采用二次集成方案。ATE設(shè)備的功能就是將測(cè)試需求資料一路轉(zhuǎn)換到儀器指令并將儀器測(cè)量信號(hào)饋送到待測(cè)件，將測(cè)試結(jié)果反響回計(jì)算機(jī)判斷和計(jì)算，得出測(cè)試結(jié)論。其最困難的地方有兩點(diǎn)，其一就是如何控制系統(tǒng)的儀器設(shè)備，其二就是設(shè)定系統(tǒng)儀器與待測(cè)件之間的訊號(hào)傳送路徑?？朔谝粋€(gè)難點(diǎn)的方法是采用PAWS軟件，它能將需求文件〔ATLAS文件〕轉(zhuǎn)換成特定RTS〔RunTimeSystem運(yùn)行系統(tǒng)〕系統(tǒng)執(zhí)行文件。PAWS軟件是由世界上著名的軟件公司TYX設(shè)計(jì)生產(chǎn)的商用ATLAS編譯軟件，其最初的應(yīng)用領(lǐng)域是美軍ATE系統(tǒng)，后擴(kuò)展到全軍并商品化，該公司于2000年被歐宇航EADS集團(tuán)購(gòu)置。世界許多著名航空ATE生產(chǎn)商都選用這一軟件集成產(chǎn)品。如HONEYWELL的UAT，Boeing公司選用為其B777作ATE測(cè)試的以色列RADA公司生產(chǎn)的CATS系列，日本宇航公司航天火箭測(cè)試ATE,德國(guó)SEKAS核電站ATE等；我國(guó)空軍的殲十一〔蘇二七〕后勤維護(hù)ATE是由美國(guó)“美泰克〞公司生產(chǎn)的VTS-3000A和歐宇航EADS集團(tuán)提供的ATEC系列產(chǎn)品，VTS-3000A軟件也是PAWS;自己研制的殲十維護(hù)ATE，軟件也采用PAWS系列產(chǎn)品;在美軍CASS系統(tǒng)、MATE系統(tǒng)、IFTE系統(tǒng)中都有PAWS的身影。PAWS系列軟件，由于其具備從測(cè)試控制到文檔生成等一系列自動(dòng)化功能(即滿足IEEE的ABBET系列標(biāo)準(zhǔn)--StandardforABroad-BasedEnvironmentforTest)，減輕了軟件開(kāi)發(fā)管理中繁復(fù)的手工勞動(dòng)，廣為世界ATE集成商和ATE客戶選用。ATLAS編譯軟件的備選方案為歐洲BAESYSTEMS集團(tuán)TOPTEST公司的ACETMATLAS編譯軟件，它是在BAESYSTEMS生產(chǎn)的MATS系統(tǒng)中開(kāi)展起來(lái)的ATLAS編譯軟件，廣泛用于歐洲軍用和航天ATE測(cè)試，功能與PAWS相當(dāng)，難度在于出口中國(guó)須取得許可證?？朔诙€(gè)難點(diǎn)的方法就是采用ARINC608A〔ARINC美國(guó)航空無(wú)線電公司〕附錄D中規(guī)定的接口及開(kāi)關(guān)矩陣單元。作為航空電子產(chǎn)品功能測(cè)試的ATE，要得到用戶認(rèn)可和形成產(chǎn)品，必須遵循事實(shí)上的世界航空電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)—ARINC標(biāo)準(zhǔn)。ARINC608A標(biāo)準(zhǔn)是集世界現(xiàn)有各系列ATE設(shè)備之大成，為到達(dá)TPS〔TestProgramSet軟件包〕的可移植性而制定的標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了ATE設(shè)備須具備的硬件資源及連接轉(zhuǎn)換方法，目前維護(hù)新機(jī)型的ATE設(shè)備，都遵循這一標(biāo)準(zhǔn)，如：法宇航ATEC六系列，以色列RADA公司的CATS系列，其接口部份使用的都是RACAL公司生產(chǎn)的1262-77系列ARINC608A接口套件。為滿足ARINC系列標(biāo)準(zhǔn)要求，與世界技術(shù)開(kāi)展齊步，硬件設(shè)計(jì)完全采用集成方式。PXI儀器由NI公司提供，然后加以仿制；VXI儀器鑒于國(guó)內(nèi)技術(shù)水平有些已到達(dá)國(guó)外同類水平，分別采用中國(guó)航天科工集團(tuán)和我公司下屬華太數(shù)采公司的局部產(chǎn)品。系統(tǒng)中將集成其產(chǎn)品的供給商還有：RACAL公司，VXI技術(shù)公司，AIM公司，HP公司，TERADYNE公司，ELGAR公司，Tektronix公司，Nii公司，SBS公司，CONDOR公司，ADTS公司，MAC公司，VPC公司等。系統(tǒng)總體方案就是：構(gòu)建以ARINC608A和ARINC626-3為標(biāo)準(zhǔn)的SMART結(jié)構(gòu)ATE。4.工程的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義：在中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的今天，中國(guó)民用航空的開(kāi)展正以每年平均遞12%的高速度開(kāi)展，世界航空機(jī)載電子設(shè)備在高需求和高技術(shù)的支持下，更是日新月異。中國(guó)民航七大骨干航空公司及三十多家地方航空公司已從92年擁有200架飛機(jī)開(kāi)展到今天1000多架。而據(jù)中國(guó)民航總局預(yù)測(cè)，到2021年中國(guó)的民航客機(jī)將到達(dá)2000多架，如此龐大的民航機(jī)群，其機(jī)載電子設(shè)備，包括導(dǎo)航、通訊、雷達(dá)、飛行計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)、陀螺系統(tǒng)的定期檢測(cè)及故障維修將花費(fèi)一筆巨大的費(fèi)用。目前國(guó)內(nèi)航空電子維修廠家也因缺乏專用的測(cè)試設(shè)備或因設(shè)備價(jià)格太高而不能大量實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)測(cè)試及維修，不得不送往國(guó)外檢修，這給用戶不僅帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且更造成時(shí)間上的延誤，降低飛機(jī)使用率，降低市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，使我們的航空運(yùn)輸業(yè)與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)處于被動(dòng)局面，在我國(guó)參加WTO后情況尤甚。而數(shù)量更大的軍用飛機(jī)因缺乏先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備，測(cè)試能力缺乏，又不能送往國(guó)外檢修，使得大批飛機(jī)使用壽命降低，使用本錢(qián)增加，從而嚴(yán)重影響我國(guó)空軍的開(kāi)展。從航空電子維修的技術(shù)開(kāi)展情況來(lái)看，隨著航空電子設(shè)備的數(shù)字化開(kāi)展，航空維修手段已從系統(tǒng)聯(lián)試階段，LRU(LineReplacementUnit航線可更換件)級(jí)分立儀表測(cè)試階段開(kāi)展到了ATE階段。無(wú)論LRU級(jí)維修，還是印制電路板元件級(jí)排故，均采用綜合的或?qū)Ｓ玫腁TE設(shè)備，完全擺脫了對(duì)維修人員技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的依賴。各大航電設(shè)備OEM廠家反映在INTERNET網(wǎng)上的表現(xiàn)就是免費(fèi)提供CMM〔CompnentMaintanceManual部件維護(hù)手冊(cè)〕手冊(cè)下載，轉(zhuǎn)而ATLAS〔AutomaticTestLanguageforAvionicsSystem航空電子設(shè)備通用自動(dòng)測(cè)試語(yǔ)言〕程序手冊(cè)需要購(gòu)置?，F(xiàn)在，新機(jī)型上的航電設(shè)備采用系統(tǒng)連接方法或制作TESTPANEL(測(cè)試面板)用分立儀表檢修已越來(lái)越困難甚至不可能啦。國(guó)內(nèi)獨(dú)立維修企業(yè)包括我公司在內(nèi)的絕大部份維修設(shè)備還停留在系統(tǒng)聯(lián)試和分立儀表檢修階段，對(duì)ATE設(shè)備的需求已初露端倪，只是礙于國(guó)外設(shè)備動(dòng)轍上百萬(wàn)的價(jià)格無(wú)力承受。這些企業(yè)集中于成都、西安、北京、廣州周圍,大約有六、七十多家，如果在近五年內(nèi)其設(shè)備不能升級(jí)換代，必將陸續(xù)被市場(chǎng)開(kāi)展所淘汰。在世界范圍內(nèi)，民用航空電子維修效勞市場(chǎng)包括測(cè)試設(shè)備在內(nèi)約有16億美元，其中航空公司占有70%，獨(dú)立維修單位占12%，10%控制在OEM廠家手中，8%屬于飛機(jī)制造廠。而在中國(guó)市場(chǎng)，航空公司占的份額極小，大部份的航電維修效勞依賴于國(guó)外及獨(dú)立維修單位。因而，當(dāng)航空公司從飛機(jī)定檢維護(hù)中挪出手來(lái)后，航空電子維修必然成為其開(kāi)展重點(diǎn)，南航GAMCO已有先例，其它航空公司也顯露出了跡象。ATE設(shè)備市場(chǎng)是一個(gè)正在顯露的市場(chǎng)，國(guó)外設(shè)備高昂的價(jià)格，正是我們進(jìn)入這一市場(chǎng)的時(shí)機(jī)，市場(chǎng)嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí)和公司財(cái)務(wù)狀況逼迫我們必須研制ATE設(shè)備以維持航修業(yè)務(wù)，只要本錢(qián)控制恰當(dāng)，我們就能進(jìn)入ATE設(shè)備市場(chǎng)，表現(xiàn)得好，還能把握住今后航空公司的市場(chǎng)需求。不僅如此，第三世界國(guó)家也對(duì)高性能、低價(jià)位的現(xiàn)代航空機(jī)載電子設(shè)備綜合測(cè)試系統(tǒng)具有十分濃厚的興趣。因此，該工程產(chǎn)品將在航修領(lǐng)域?yàn)閲?guó)家的出口創(chuàng)匯起到不可忽略的作用。5.工程產(chǎn)品的主要技術(shù)性能指標(biāo)工程產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：系統(tǒng)參數(shù):工作溫度:0OC–55OC尺寸:(H)75〞x(W)95〞x(D)40"重量：988Kg輸入電源：220VAC可編程電源0to60VDC@30Amp0to300VDC@3.5Amp0to65VDC@40.4Amp0to270Vrms@9.7Amp0to130Vrms@2.25A主控計(jì)算機(jī)Pentium2GHz512MBRAM40GBHDD3.5"軟驅(qū)V.9056KPCIModemCD-WriterGPIB接口20"平板LCD觸摸屏MXI-3ParallelSCSI-2接口儀器機(jī)箱1個(gè)高功率C-SizeVXI機(jī)箱1個(gè)3U18槽PXI機(jī)箱HighFlow-RateDynamicCoolingVXI、PXI總線收發(fā)DoubleTierReceiverIntegralInterlockDesign系統(tǒng)軟件TYXPAWS軟件各儀表ATLAS驅(qū)動(dòng)程序故障探測(cè)軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件WindowsNTPCAnywhereConfidenceTest自檢測(cè)軟件校準(zhǔn)軟件環(huán)境監(jiān)控軟件虛擬儀器軟面板頻率計(jì)時(shí)間間隔1to2:1nsto105s頻率范圍225MHz16-bitIsolatedD/AModuleMeasurementthroughputmax.200meas/s數(shù)字子系統(tǒng)48DigitalI/OPins50MHzPatternRatePinProgrammableVoltagesfrom-5to+15VDCGuidedProbeandFaultDictionaryTimingSets/Phases/WindowsDigitalI/Oexpandableto192pins脈沖產(chǎn)生器Single/Double/InvertedPulse(s)incontinuous,gated,burstandtriggerPulseAmplitude:0to24VppPulseWidth99.999995mSto1.5nS波形合成器Sine,Square,Triangle,Ramp,Pulse,Sinc,GaussianPulse,ExponentialRise/DecayPulse,DCandArbitraryFrequencyupto50MHz數(shù)字多用表DCVoltageRange0to300VACVoltageRange0.01to300Vrms6.5DigitresolutionTwoandFourWireResistance模擬子系統(tǒng)Voltage-15Vto+15VCurrent0to50MA16Channels開(kāi)關(guān)(1)080ChannelSPSTSwitch(1)30ChannelHigh-PowerSPSTSwitch(1)70ChannelRelayActuatorSPDTSwitch16x164-wireSwitchCoaxialSwitch2-wireSwitch(1)8-1x8Multiplexerswitch視頻模擬組件AnalogWidebandVideoSourcesDigitalVideoSourcesMultiformatAnalogandDigitalsignalSources同步器/解析器Stimulus/Measurement47Hzto2KHzStimulus/MeasurementAngularRate+1000?/secStimulus/MeasurementAngularRange0to359.999?Stimulus/MeasurementLinetoLineVoltage1to90Vrms8通道LVDT/RVDTProgrammableOutput&ExcitationWideband360Hzto20KHzLVDT/RVDT測(cè)量FrequencyRange10Hzto100KHzVoltageUUT冷卻組件Max.pressuree12+/_1incheswatergaugeatflowof13lb/minMax.pressuree5+/-1incheswatergaugeatflowof4.3lb/minARINC429總線模塊4ProgrammableChannelsHighSpeed100Kbits/secLowSpeed12to14.5Kbits/secRS232/RS422/RS485總線模塊4ProgrammableChannelsBandRateProgrammableupto5Mbps6.工程產(chǎn)品執(zhí)行的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：由于現(xiàn)代飛行器集現(xiàn)代最新科技為一體，其機(jī)載設(shè)備的修理、檢測(cè)設(shè)備目前世界各國(guó)都沒(méi)有專門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)可循?！怖纾菏澜绾娇站揞^美國(guó)，其民用機(jī)載電子、電器設(shè)備的生產(chǎn)，大局部是沿襲美國(guó)軍用MIL標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)有一些針對(duì)民航的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?！骋虼?，我們的設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)大局部采用美國(guó)FAA認(rèn)可的美國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)ARINC標(biāo)準(zhǔn)和美國(guó)MIL標(biāo)準(zhǔn)。上述標(biāo)準(zhǔn)未覆蓋到的局部那么采用IEC標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具體采用的標(biāo)準(zhǔn)如下：主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：ARINC602A-2TestEquipmentGuidance2/96〔測(cè)試設(shè)備指南〕ARINC608ADesignGuidanceforAvionicsTestEquipmentPart1–SystemDefinition1/93(航空電子測(cè)試設(shè)備設(shè)計(jì)指南第一局部：系統(tǒng)定義)ARINC626-3StandardATLASforModularTest1/95〔面向模塊化測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)ATLAS語(yǔ)言〕ARINC627-2ProgrammersGuideforSMARTTMSystemsUsingARINC626ATLAS6/02〔使用ARINC626ATLAS的SMARTTM系統(tǒng)編程指導(dǎo)〕ARINC625-1QualityManagementProcessforTestProcedureGeneration10/99〔檢測(cè)流程編制過(guò)程中的質(zhì)量管理方法〕ARINC604-1GuidanceforDesignandUseofBuilt-InTestEquipment(BITE)10/88ARINC600-13AirTransportAvionicsEquipmentInterfaces3/01ARINC404AAirTransportEquipmentCasesandRacking3/74ARINC404BConnectors,Electrical,RackandPanel,Rectangular,RearReleaseCrimpContacts4/98ARINC652GuidanceforAvionicsSoftwareManagement1/93ARINC653AvionicsApplicationSoftwareStandardInterface1/97ARINC665-1LoadableSoftwareStandards1/01ARINC614StandardFirmwareLoaderforAvionicsShops9/897.工程技術(shù)可行性分析工程產(chǎn)品的主要技術(shù)內(nèi)容及工作原理：集成ATE設(shè)備，就是設(shè)計(jì)一種利用計(jì)算機(jī)的程控方法，將測(cè)試需求資料一路轉(zhuǎn)換到儀器指令，并將儀器測(cè)量信號(hào)饋送到待測(cè)件，將測(cè)試結(jié)果反響回計(jì)算機(jī)判斷和計(jì)算，得出測(cè)試結(jié)論。核心軟件的選擇決定其架構(gòu)的先進(jìn)性，核心硬件的選擇決定其技術(shù)指標(biāo)，其中最困難的地方有兩點(diǎn)，其一就是如何控制系統(tǒng)的儀器設(shè)備，其二就是設(shè)定系統(tǒng)儀器與待測(cè)件之間的訊號(hào)傳送路徑。航空機(jī)載電子設(shè)備智能綜合測(cè)試系統(tǒng)的核心軟件是TYX公司的PAWSATLAS編譯器，核心硬件由工控機(jī)和VXI、PXI虛擬儀器組成，根據(jù)不同的被測(cè)機(jī)載設(shè)備配備專用測(cè)試儀器和適配器。ATLAS編譯器將測(cè)試需求轉(zhuǎn)換成儀器控制指令,VXI結(jié)構(gòu)ARINC608A開(kāi)關(guān)組件完成系統(tǒng)儀器與待測(cè)件之間的訊號(hào)傳送，這樣,就可確保SMARTTM結(jié)構(gòu)形成，到達(dá)TPS在不同ATE間的可移植性目的。ATE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖該系統(tǒng)硬件完成對(duì)被測(cè)件輸出信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)控分析和輸入信號(hào)同步模擬：被測(cè)件輸出信號(hào)通過(guò)適配器由主控計(jì)算機(jī)經(jīng)ARINC608A智能測(cè)量開(kāi)關(guān)及矩陣進(jìn)行分類測(cè)試、顯示和打印，測(cè)量接口采用MXI-3輔以IEEE-488接口；被測(cè)件輸入信號(hào)由VXI、PXI虛擬儀器產(chǎn)生，并通過(guò)適配器選通矩陣提供。模擬組件按機(jī)載設(shè)備特點(diǎn)主要分為：可編程離散量信號(hào)發(fā)生器、可編程交/直流信號(hào)發(fā)生器、可編程脈沖信號(hào)發(fā)生器、可編程同步/解析信號(hào)發(fā)生器等。工程的技術(shù)路線圖無(wú)論哪種虛擬儀器測(cè)控系統(tǒng)，都是將硬件儀器搭載到筆記本電腦、臺(tái)式PC或工作站等各種計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，加上應(yīng)用軟件而構(gòu)成的，實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)的全數(shù)字化的采集、測(cè)試、分析。見(jiàn)下列圖：典型的虛擬儀器測(cè)控系統(tǒng)框圖虛擬儀器測(cè)控系統(tǒng)的工作過(guò)程，大致上可以分為數(shù)據(jù)收集控制、分析和顯示三個(gè)局部。虛擬儀器測(cè)控系統(tǒng)的核心局部是軟件，一般而言，虛擬儀器測(cè)控系統(tǒng)的軟件由用戶應(yīng)用軟件、試驗(yàn)程序和測(cè)量?jī)x器驅(qū)動(dòng)程序等三個(gè)局部組成，編程控制技術(shù)平臺(tái)位于最上層。虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)有了一系列的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，例如VXI、GPIB和VISA等，只要選用符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的虛擬儀器部件和模塊，就很容易借助標(biāo)準(zhǔn)接口將其連接起來(lái)成為一整套虛擬儀器系統(tǒng)。在為了實(shí)際需要而擴(kuò)展功能時(shí)，可以重新進(jìn)行虛擬儀器系統(tǒng)的調(diào)整和組裝，并且這種改裝也極其方便，不必淘汰原有的部件和模塊，從而大大地節(jié)省了開(kāi)支。運(yùn)行于PC機(jī)/工作站上的TYX公司PAWS軟件編程控制技術(shù)平臺(tái)將用戶應(yīng)用軟件、試驗(yàn)程序和測(cè)量?jī)x器驅(qū)動(dòng)程序等三個(gè)局部軟件融為一體，即在其圖形化建模環(huán)境中，將UUT〔測(cè)控對(duì)象〕產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)測(cè)試需求形成，檢測(cè)流程編制，測(cè)試資源管理，檢測(cè)儀器控制等環(huán)節(jié)，形成最終RTS環(huán)境運(yùn)行程序，見(jiàn)下列圖：圖2測(cè)試系統(tǒng)控制軟件PAWS流程圖2．技術(shù)創(chuàng)新的論述：目前國(guó)外研制的航空機(jī)載電子設(shè)備綜合自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)投放市場(chǎng)，但國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾個(gè)公司引進(jìn)，實(shí)際利用率很低，主要原因在于:性能不先進(jìn)，耗時(shí)太長(zhǎng)；價(jià)格昂貴，TPS數(shù)量少；只能作LRU檢測(cè)，不能作SRU級(jí)檢修；兼容性較差〔無(wú)法兼容國(guó)產(chǎn)件和俄制件〕等缺陷，不能滿足國(guó)內(nèi)航空維修企業(yè)的實(shí)際需求。而航空機(jī)載電子設(shè)備智能綜合測(cè)試系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)尚屬空白工程。綜合以上因素，為確保工程與世界開(kāi)展水平同步，本產(chǎn)品在智能化、兼容性和虛擬儀器系統(tǒng)使用上進(jìn)行了大膽創(chuàng)新:使用國(guó)際通用自動(dòng)測(cè)試語(yǔ)言〔ATLAS〕編程，全面采用VXI、PXI總線的虛擬儀器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了MC3一體化，努力實(shí)現(xiàn)SRU級(jí)維修，大量采用DSP并行處理技術(shù)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用可編程ASIC及ISP技術(shù)產(chǎn)品，集成了先進(jìn)的IVI技術(shù)，保證了TPS的可移植、兼容性。具體表述如下：使用國(guó)際通用自動(dòng)測(cè)試語(yǔ)言〔ATLAS〕編程ATLAS〔AbbreviatedTestLanguageforAvionicsSystems〕語(yǔ)言產(chǎn)生于1969年。在這之前，航空公司在接收新飛機(jī)時(shí)，遇到了復(fù)制測(cè)試設(shè)備程序的困難：新機(jī)群需新的、指定的檢測(cè)設(shè)備，而這些設(shè)備的軟件又與老機(jī)群的測(cè)試設(shè)備軟件不兼容。因此，航空公司需要一種兼容所有檢測(cè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，用該語(yǔ)言編寫(xiě)的TPS能夠獨(dú)立于測(cè)試設(shè)備。為滿足這一需求,ARINC在1969年開(kāi)發(fā)了一種用于TPS程序編寫(xiě)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言——ATLAS。該語(yǔ)言隨后被各種標(biāo)準(zhǔn)組織采用，如IEEE等,并開(kāi)展至今。ATLAS當(dāng)初是基于FORTRAN語(yǔ)言制定的,但如今更趨近于C語(yǔ)言。另一種TPS編程語(yǔ)言是ABET〔AdaBasedEnvironmentforTest〕，ABET主要是用于軍用領(lǐng)域，民用航電測(cè)試設(shè)備仍只用ATLAS。PAWS軟件是由世界上著名的軟件公司TYX設(shè)計(jì)生產(chǎn)的商用ATLAS編譯軟件。在1996年，該軟件的系列工具包就已通過(guò)IEEE組織SCC20的ABBET標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證，使該軟件擁有了從測(cè)試需求形成，檢測(cè)流程編制，測(cè)試資源管理，檢測(cè)儀器控制等各種自動(dòng)化功能。其標(biāo)準(zhǔn)化，開(kāi)放式的工作環(huán)境，使其在世界軍用和商用ATE集成上，占據(jù)了獨(dú)一無(wú)二的位置。采用基于VXI、PXI總線的虛擬儀器技術(shù)基于VXI總線的虛擬儀器技術(shù)產(chǎn)生于1986年，在國(guó)外已得到普遍應(yīng)用，國(guó)內(nèi)正展開(kāi)應(yīng)用；而產(chǎn)生于1997年的PXI總線虛擬儀器技術(shù)，大有取代VXI的趨勢(shì),雖然它還未被IEEE正式采納為標(biāo)準(zhǔn)。2002年10月召開(kāi)的IEEE自動(dòng)測(cè)試年會(huì)AUTOTESTCON2002會(huì)議，關(guān)注焦點(diǎn)除COTS〔Commercialoff-the-shelf〕設(shè)備怎樣更好地用于軍用和宇航，IVI技術(shù)在軍用、宇航和民用ATE中的應(yīng)用外，PXI儀器是否比VXI更好也是議題之一。虛擬儀器有以下優(yōu)點(diǎn)：

〔1〕

融合計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的硬件資源，突破了傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲(chǔ)等方面的限制，大大增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能。高性能處理器、高分辨率顯示器、大容量硬盤(pán)等已成為虛擬儀器的標(biāo)準(zhǔn)配置。

〔2〕

利用了計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，實(shí)現(xiàn)了局部?jī)x器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，增加了系統(tǒng)靈活性；通過(guò)軟件技術(shù)和相應(yīng)數(shù)值算法，實(shí)時(shí)、直接地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理；通過(guò)圖形用戶界面(GUI)技術(shù)，真正做到界面友好、人機(jī)交互。

〔3〕

基于計(jì)算機(jī)總線和模塊化儀器總線，儀器硬件實(shí)現(xiàn)了模塊化、系列化，大大縮小系統(tǒng)尺寸，可方便地構(gòu)建模塊化儀器〔Instrument

on

a

Card〕。

〔4〕

基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和接口技術(shù)，VI系統(tǒng)具有方便、靈活的互聯(lián)(connectivity)，廣泛支持諸如LAN、FieldBus、PROFIBUS等各種工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)。因此，利用VI技術(shù)可方便地構(gòu)建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)〔ATS，Automatic

Test

System〕，實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)化。

〔5〕

基于計(jì)算機(jī)的開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)。虛擬儀器的硬、軟件都具有開(kāi)放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點(diǎn)。因此，用戶可根據(jù)自己的需要，選用不同廠家的產(chǎn)品，使儀器系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)更為靈活、效率更高，縮短了系統(tǒng)組建時(shí)間。參見(jiàn)前述“基于VXI、PXI總線的虛擬儀器技術(shù)〞。MC3一體化系統(tǒng)的完整性決定了用于實(shí)驗(yàn)鑒定及維護(hù)的測(cè)試系統(tǒng)更應(yīng)具有完備性和優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)。目前，在航空、航天以及戰(zhàn)略武器的測(cè)試中存在測(cè)試工程多而分散、測(cè)試設(shè)備繁多但互不相聯(lián)的“擺地?cái)偍暚F(xiàn)象，測(cè)控任務(wù)的統(tǒng)一性與整體性缺乏體系支持，系統(tǒng)缺乏綜合試驗(yàn)鑒定和維護(hù)測(cè)試的能力，測(cè)試人員的素質(zhì)和相互關(guān)系成為試驗(yàn)任務(wù)環(huán)節(jié)中的瓶頸，影響和干擾系統(tǒng)整體目標(biāo)的優(yōu)化。MC3一體化技術(shù)是四位一體的測(cè)量問(wèn)題解決方案，它屬于測(cè)試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)范疇，主要解決系統(tǒng)各局部的整體配合，提高測(cè)控任務(wù)組織實(shí)施的效率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總體效率的持續(xù)優(yōu)化。ATE標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的一個(gè)重要內(nèi)容就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)—MC3一體化，具體講就是在成認(rèn)測(cè)量(Measurement)、控制(Control)、通信(Communication)、計(jì)算機(jī)(Computer)四大要素相對(duì)獨(dú)立、相對(duì)完整的根底上，削弱各要素的獨(dú)立地位，彌合各要素之間的界面，使系統(tǒng)整體優(yōu)化。其反映在測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成上，表現(xiàn)為與控制技術(shù)互為依托，與通信技術(shù)相互支持，與計(jì)算機(jī)密不可分。在構(gòu)建MC3一體化平臺(tái)時(shí)，我們采用了以下原那么：〔1〕應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，將模擬信號(hào)數(shù)字化，以方便通信傳輸和計(jì)算機(jī)處理?！?〕選擇和使用VXI和PXI等先進(jìn)的總線支持技術(shù)，保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化和總線接口標(biāo)準(zhǔn)化?！?〕在測(cè)試和控制節(jié)點(diǎn)局部使用微計(jì)算機(jī)或嵌入微處理器(如DSP)，就地處理信號(hào)，壓縮數(shù)據(jù)容量，減輕主控計(jì)算機(jī)任務(wù)和通信線路負(fù)擔(dān)，以保證有效測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠獲取和控制指令的實(shí)時(shí)傳送?！?〕重視測(cè)試數(shù)據(jù)入網(wǎng)技術(shù)和測(cè)控設(shè)備入網(wǎng)技術(shù)。為系統(tǒng)設(shè)備的綜合利用、更新改造和技術(shù)任務(wù)的組織及管理的正規(guī)化創(chuàng)造有利條件。該工程選用的TYX公司的PAWS軟件最新版本，廣泛應(yīng)用于美軍CASS、MATE、IFTE系統(tǒng)，內(nèi)嵌有現(xiàn)今流行的各種通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)，為今后向軍用推廣奠定了根底。實(shí)現(xiàn)SRU級(jí)維修國(guó)外引進(jìn)購(gòu)置的民用航空電子ATE設(shè)備，只能進(jìn)行LRU級(jí)的檢測(cè)。該工程將采用TERADYNE公司數(shù)字子系統(tǒng)和模擬子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)SRU級(jí)維修，使維修深度加深，減少維修單位對(duì)人員維修經(jīng)驗(yàn)的依賴度，使排故工作的自動(dòng)化程度到達(dá)元器件級(jí)。DSP并行處理技術(shù)的大量采用DSP(DigitalSignalProcessor)是一種適于密集型數(shù)學(xué)運(yùn)算與實(shí)時(shí)信號(hào)處理的微處理器。隨著數(shù)字化信息時(shí)代的來(lái)臨，DSP應(yīng)用幾乎普及整個(gè)電子領(lǐng)域，在通用數(shù)字信號(hào)處理、語(yǔ)音處理、圖形/圖像處理、自動(dòng)控制、儀器儀表、通信等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。

盡管VLSI技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生了峰值運(yùn)算能力達(dá)每秒10億次甚至數(shù)十億次的高性能DSP，但LSI技術(shù)的開(kāi)展已經(jīng)受到其開(kāi)關(guān)速度極限的制約，進(jìn)一步提高DSP主頻所遇到的難度和付出的本錢(qián)越來(lái)越大。而現(xiàn)代實(shí)時(shí)信號(hào)處理對(duì)運(yùn)算速度的巨大需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了單片DSP所能提供的處理速度〔主頻受限〕，如在雷達(dá)、聲納信號(hào)處理中，信號(hào)處理系統(tǒng)通常規(guī)模較大，特別是以機(jī)載預(yù)警雷達(dá)、稀布陣?yán)走_(dá)和成像雷達(dá)為代表的新一代雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)，不僅實(shí)時(shí)性要求高、運(yùn)算量大，而且數(shù)據(jù)吞吐量也大，多通道的雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)數(shù)據(jù)總速率可達(dá)40MHz，這對(duì)處理單元的輸入/輸出速度和處理機(jī)互連網(wǎng)絡(luò)的通信能力都有很高要求。為此，在DSP系統(tǒng)的研制和設(shè)計(jì)中引入了并行處理技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高、動(dòng)態(tài)范圍大和高數(shù)據(jù)吞吐量連接網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模并行處理系統(tǒng)。這是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的應(yīng)用領(lǐng)域，涉及到算法研究、VLSI設(shè)計(jì)理論、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞榷鄠€(gè)方面，目的是采用多個(gè)處理單元〔DSP〕同時(shí)對(duì)任務(wù)處理而減少執(zhí)行時(shí)間。隨著網(wǎng)絡(luò)化、全分布式現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)展，多DSP并行處理技術(shù)必將在ATE中發(fā)揮“神經(jīng)中樞〞的作用。DSP廠家為適應(yīng)這種需求，先后推出了并行DSP，而且一般都采用浮點(diǎn)DSP處理核，以適應(yīng)當(dāng)前和今后對(duì)精度、動(dòng)態(tài)范圍的需求。并行DSP在傳統(tǒng)DSP根底上提供了如下兩大功能：除了常用的與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)的外部總線、串口、中斷、握手等信號(hào)線外，并行DSP提供了專門(mén)的并行控制口線，能夠方便地構(gòu)成多DSP并行處理系統(tǒng)。例如,選用的TERADYNE公司數(shù)字子系統(tǒng)和模擬子系統(tǒng)，以TMS320C4X和ADSP2106X為并行DSP，為用戶提供了設(shè)計(jì)大規(guī)模并行系統(tǒng)的硬件根底，它們都提供了多個(gè)通信〔鏈路〕口，并為共享總線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了相應(yīng)的總線控制信號(hào)線，可以組成松耦合的分布式并行系統(tǒng)和緊耦合的共享總線式并行系統(tǒng)。典型的共享總線式多DSP并行處理系統(tǒng)，每個(gè)ADSP2106X的片內(nèi)存儲(chǔ)器和IOP存放器都可以被其它處理器讀寫(xiě)。這樣，保證了TERADYNE公司數(shù)字子系統(tǒng)和模擬子系統(tǒng)的功能異常強(qiáng)大，在SRU級(jí)維修中游刃有余。選用的其他VXI、PXI模塊,根本都帶有DSP處理器。可編程ASIC及ISP技術(shù)的廣泛應(yīng)用隨著人們對(duì)集成電路認(rèn)識(shí)的不斷深化，從設(shè)計(jì)思想到使用觀念都在更新。從最近幾年國(guó)外開(kāi)展的電子測(cè)量?jī)x器來(lái)看，一個(gè)明顯的趨勢(shì)是線路設(shè)計(jì)采用規(guī)模盡可能大的可編程ASIC芯片〔ApplicationSpecificIntegratedCircuit，專用集成電路〕，ASIC產(chǎn)品是將超大規(guī)模集成電路〔VLSI〕的工藝技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)〔CAD〕、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)〔ATE〕三者完美結(jié)合的豐碩成果。ASIC的推廣為系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高性價(jià)比和可靠性指標(biāo)奠定了根底，它們使測(cè)試設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加緊湊、性能更加良好、可靠性更高，使自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的面貌為之一新?？删幊藺SIC在構(gòu)筑電子系統(tǒng)時(shí)具有以下幾方面的優(yōu)越性：〔1〕小系統(tǒng)體積，減輕重量，降低功耗，在大批量應(yīng)用時(shí)，可顯著降低系統(tǒng)本錢(qián)；〔2〕采用可編程ASIC芯片進(jìn)行系統(tǒng)集成后，外部連線減少，可靠性明顯提高；〔3〕ASIC是針對(duì)專門(mén)應(yīng)用而特別設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)、電路、工藝設(shè)計(jì)之間緊密配合，這種一體化的設(shè)計(jì)有利于獲得前所未有的高性能系統(tǒng)；〔4〕電子產(chǎn)品中的ASIC芯片對(duì)用戶來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)“黑盒子〞，難于仿造，可增強(qiáng)保密性；〔5〕系統(tǒng)內(nèi)可重構(gòu)；系統(tǒng)內(nèi)可重構(gòu)主要是通過(guò)ISP〔In-SystemProgramming，在系統(tǒng)可編程〕技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它使我們能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，甚至在產(chǎn)品賣給最終用戶以后，具有對(duì)其器件、電路板或整個(gè)電子系統(tǒng)的邏輯和功能隨時(shí)用軟件控制功能進(jìn)行硬件組態(tài)和產(chǎn)品性能升級(jí)。不僅使電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品性能的改良、擴(kuò)充變得十分便捷，還使新一代電子系統(tǒng)具有極強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性，為許多復(fù)雜的信號(hào)處理和信息加工的實(shí)現(xiàn)提供了全新的思路和方法。未來(lái)的硬件設(shè)計(jì)不再是“凝固不變〞的，而是依據(jù)中心部位的不斷改良，特性將發(fā)生新的變化；或隨著應(yīng)用需要，系統(tǒng)微處理器可能重新組態(tài)外部設(shè)備功能，以適應(yīng)任何應(yīng)用。正如PC機(jī)可以根據(jù)需要運(yùn)行CAE工具、財(cái)務(wù)報(bào)表、游戲和多媒體軟件一樣，僅通過(guò)下載一個(gè)新的“個(gè)性〞，ISP硬件就能解決電路板上的排列問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速開(kāi)展，可編程ASIC設(shè)計(jì)技術(shù)向高層設(shè)計(jì)和混合編程技術(shù)轉(zhuǎn)化,使各種模擬功能如程控增益放大器〔PGA〕、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器〔ADC/DAC〕、采樣保持器〔SH〕、濾波器〔Filter〕、多路選擇開(kāi)關(guān)〔MUX〕等以及微處理器、DSP甚至閃速存儲(chǔ)器(Flash)、SRAM這樣的大規(guī)模存儲(chǔ)器皆可由用戶在線編程決定?？傊?，可編程ASIC和ISP技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了在最終用戶產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)的可再編程性〞的新時(shí)代。該系統(tǒng)選用的VXI、PXI模塊中，無(wú)論是本公司自制產(chǎn)品，還是購(gòu)置產(chǎn)品，普遍都使用了可編程ASIC器件，使該ATE儀器模塊具備“設(shè)計(jì)的可再編程性〞。集成了先進(jìn)的IVI技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)，互換性成為許多工程師建造測(cè)試系統(tǒng)的目標(biāo)。因?yàn)樵诤芏嗲闆r下，儀器硬件不是過(guò)時(shí)就是需要更換，因此迫切需要一種無(wú)需改變測(cè)試程序代碼就可用新的儀器硬件改良系統(tǒng)的方法。針對(duì)這一問(wèn)題，在1998年9月成立了IVI〔InterchangeableVirtualInstrument〕基金會(huì)。IVI基金會(huì)是最終用戶、系統(tǒng)集成商和儀器制造商的一個(gè)開(kāi)放的聯(lián)盟。目前，該組織已經(jīng)制訂了五類儀器的標(biāo)準(zhǔn)一一示波器/數(shù)字化儀〔IVIScope〕、數(shù)字萬(wàn)用表〔IVIDmm〕、任意波形發(fā)生器/函數(shù)發(fā)生器〔IVIFGen〕、開(kāi)關(guān)/多路復(fù)用器/矩陣〔IVISwitch〕及電源〔IVIPower〕。美國(guó)國(guó)家儀器公司〔簡(jiǎn)稱NI〕作為IVI的系統(tǒng)聯(lián)盟之一，積極響應(yīng)IVI的號(hào)召，開(kāi)發(fā)了基于虛擬儀器軟件平臺(tái)的IVI驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)。NI開(kāi)發(fā)的IVI驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)包括IVI基金會(huì)定義的五類儀器的標(biāo)準(zhǔn)ClassDriver、仿真驅(qū)動(dòng)程序和軟面板。我們集成的NIPXI系統(tǒng)，使用該軟件包為儀器的交換做了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口，通過(guò)定義一個(gè)可互換性虛擬儀器的驅(qū)動(dòng)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的互換性.IVI基金會(huì)努力從根本的互操作性〔Interoperability〕到可互換性〔Interchangeability〕，為儀器驅(qū)動(dòng)程序提升了標(biāo)準(zhǔn)化水平。通過(guò)為儀器類制訂一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使測(cè)試工程師獲得更大的硬件獨(dú)立性，減少了軟件維護(hù)和支持費(fèi)用、縮短了儀器編程時(shí)間、提高了運(yùn)行性能,IVI仿真驅(qū)動(dòng)程序有內(nèi)置的許多仿真數(shù)據(jù)產(chǎn)生算法，因此可以對(duì)儀器硬件進(jìn)行仿真。當(dāng)程序員在儀器不能運(yùn)行或者不完整時(shí)，可以用軟件仿真前端儀器的采集、計(jì)算和驗(yàn)證。同時(shí)，仿真驅(qū)動(dòng)程序也可以對(duì)儀器的屬性值進(jìn)行范圍檢查。即當(dāng)寫(xiě)測(cè)試代碼而沒(méi)接儀器時(shí)，IVI仿真驅(qū)動(dòng)程序自動(dòng)識(shí)別所發(fā)送的值是否有效。同時(shí)，當(dāng)輸入?yún)?shù)超過(guò)范圍時(shí)，強(qiáng)迫給一個(gè)正確值。仿真功能在SpmileDriver的控制下發(fā)生，有沒(méi)有ClassDriver，都可以用這個(gè)特性。因此通過(guò)仿真，降低了測(cè)試的開(kāi)發(fā)本錢(qián)，縮短了儀器的編程時(shí)間。運(yùn)用IVI技術(shù)可以使許多部門(mén)獲益。例如使用IVI技術(shù)的事務(wù)處理系統(tǒng)可以把不同的儀器用在其系統(tǒng)中，當(dāng)儀器陳舊或者有升級(jí)的、高性能或低造價(jià)的儀器時(shí)，可以任意更換，而不需要改變測(cè)試程序的源代碼；在航電維修和電子消費(fèi)產(chǎn)品中，當(dāng)儀器出現(xiàn)故障或者需要修復(fù)時(shí)，可以保持他們的生產(chǎn)線正常運(yùn)行；各種大的制造公司可以很容易地在部門(mén)和設(shè)備之間復(fù)用及共享測(cè)試代碼，而沒(méi)有必要強(qiáng)迫用同樣的儀器硬件。TPS的可移植、兼容性可移植、互換性也是航空電子ATE設(shè)備TPS追求的目標(biāo)。為此，ARINC頒發(fā)了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：ARINC608A，ARINC626-3和ARINC627-1。ARINC608A規(guī)定了ATE硬件數(shù)量、接口機(jī)械尺寸和信號(hào)連接方法，以及集成的儀表種類。ARINC626-3和ARINC627-1規(guī)定了軟件語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)和編程方法。這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了SMARTTM結(jié)構(gòu)核心。目前，為新機(jī)型研制的ATE，如以色列RADA公司CATS、EADS公司ATEC六系列等，都采用這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以到達(dá)不同ATE間TPS可移植、兼容的目的。在國(guó)際民航界，淀集了許多機(jī)載電子設(shè)備的TPS。TPS開(kāi)發(fā)的投入巨大，不加以利用，是很大的浪費(fèi)；綜合性ATE成功與否，也就在于其擁有的TPS數(shù)量的多寡程度。8.主要技術(shù)參數(shù)論述：可編程DC電源