控制舱测试系统及其BIT设计

程进　郑步生　阿超

摘 要： 为改善当前导弹控制舱的测试状况，设计了一种以PXI总线工控机为核心的控制舱测试系统，选用高精度的传感器和调理电路对数据进行采集，利用CPLD对增量编码器进行角度值的解算以及激励信号的时序控制，配合Visual Studio平台的监控软件对数据进行分析处理输出。并在测试系统架构的基础上，充分利用CPLD的灵活性进行了环绕BIT设计，大大节省了硬件资源，完成了系统的机内检测，保证了测试系统的可靠性，实现了一个高精度、高效率、低误差的控制舱测试系统。

关键词： 工控机； 测试系统； CPLD； 机内检测

中图分类号： TN06?34； TP206 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）05?0043?03

Design of control cabin testing system and its built?in test

CHENG Jin1， ZHENG Bu?sheng1， A Chao2

（1. College of Electronic Information Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing 210016， China；

2. Nanjing LES Information Technology Co.， Ltd.， Nanjing 210007， China）

Abstract： In order to improve the current testing status of the missile control cabin， a kind of control cabin testing system taking PXI bus industrial computer as its core was designed. In this system， high precision sensor and signal conditioning circuit is used for data acquisition， and CPLD is used to execute the angle value resolving of incremental encoder and the time?sequence control of the exciting signal， which cooperate with the monitoring software on Visual Studio platform to carry out data analysis and processing. On the basis of the testing system architecture， the circle built?in test design makes full use of the flexibility of CPLD， which greatly saves the resources of hardware. The circle built?in test of the system was achieved， which improved the reliability of testing system. The control cabin testing system with high precision， high efficiency and low error was realized.

Keywords： industrial computer； testing system； complex programmable logic device； built?in test

0 引 言

控制舱是导弹制导装置的重要组成部分，高性能的控制舱可以大大提升命中率，提高使用效率，亦可降低打击成本[1]。导弹控制舱测试系统旨在测试验证控制舱设计状态的正确性，实现高精度、高效率、低误差的性能评估。而对于复杂的自动测试系统，为确保其可靠性和可测性，通常使用嵌入式的内置测试的方法（Built?in Test，BIT），完成整机内部状态的自检和监控[2]。

BIT技术是指一个系统或设备依靠自己专用的一些自我测试电路和自检测软件，完成系统或设备内部装置或电路的工作参数检测和故障诊断模块[3?4]，现今已在军民领域测试性设计中大量开展应用。

1 控制舱测试系统设计

在控制舱测试系统中，采用了以PXI工业控制计算机为核心的解决方案[5]。选用高精度的各类传感器与相应的调理电路进行前端处理，选用基于PXI总线的高性能数据采集卡实现数据采集，配合基于Windows平台的Visual Studio环境下开发的监控软件对数据进行分析、处理和输出。在测试全过程中，加以性能稳定可靠的I/O模块进行各项测试任务的启动控制以及相关激励信号的输出。真正实现测试的高精度、高效率、低误差，大大改善目前的测试状况。

1.1 测试系统总体构成

控制舱测试系统组成主要包括PXI工业控制计算机、基于PXI总线的各类板卡和电控外置电路。系统的各种测试功能通过工业控制计算机系统上的相关软件实现，测试系统框图如图1所示。

工业控制计算机与电控系统之间的接口采用PXI总线实现，这种紧凑型的总线结构可将在工控机机箱内的各种电路板卡紧密地连接在一起，使计算机系统、电控系统的电磁兼容性得到改善[6?7]。A/D采集卡、D/A转换卡、I/O接口卡、CAN通信卡以及主板卡通过PXI总线实现互连，各板卡与电控外置电路配合，共同完成整个控制舱的测试内容。为了能够真实地反映控制舱的工作性能，在电控外置电路中选用了高精度的气压传感器、气体流量传感器和高性能的增量编码器，配合信号调理电路、地面功放电路、电激活电路、CPLD电路，统一由工业控制计算机端上位机软件控制、计算，完成控制舱和带翼舵机的性能测试。