某机载战术态势处理机测试设备的设计与实现

左清清 梁争争 王斌中国航空计算技术研究所



某机载战术态势处理机测试设备的设计与实现

左清清 梁争争 王斌
中国航空计算技术研究所

摘要：简要分析了某机载战术态势处理机的测试需求，介绍了一种基于PC机板卡的战术态势处理机测试设备的设计方法，以及基于VB的软件开发。此测试设备的测试分为两部分：一部分模拟飞机上其它子系统向被测件发送仿真数据，验证被测件工作是否正常，另一部分验证被测件LVDS视频显示信号输出是否正常。测试结果以报表形式输出。

关键词：自动测试设备 仿真数据 视频显示信号

自动测试系统的快速发展，机载计算机的自动测试平台也随之升级，但鉴于应用范围、适应能力、系统配置灵活性及使用和维护费用的考虑，选择何种自动测试平台，是依据被测对象的具体要求而定的。本文介绍的一种机载战术态势处理机测试设备的设计与实现，在选型上就是遵循缩短测试时间、降低成本的设计准则来满足测试需求的。

1　被测系统功能介绍

战术态势处理机接收来自飞机上其它子系统的载机惯导数据或导航信息，形成飞机态势信息画面，并通过对电子地图数据的实时匹配处理，以飞机为相对中心，在电子地图背景上叠加显示导航信息，送至飞机多功能显示器进行显示。具有接收和转发GPS定位信息功能，从而为飞行人员提供直观、实时、准确的导航和态势画面。战术态势处理机由CPU模块、通讯模块、电源模块、母板及机箱组成。 CPU模块是战术态势处理机的主处理器模块，完成系统的数据处理及生成显示图象的功能，具有1路RS232串口、1路RS232串口，系统的操作系统、应用程序、地图数据、自测试程序存储在1G电子盘内，采用IDE接口对其访问。通讯模块实现三种功能：2路RS422串口完成载机惯导数据或导航信息接收和发送；1路RS422串口完成GPS数据接收发送；1路RS422串口完成GPS秒脉冲接收发送、显示器周边键信号接收处理电路（20个有效周边键值）。电源模块提供系统工作所需各种电压，并提供掉电保护功能。战术态势处理机测试设备的设计需要满足系统的所有功能、性能测试要求。

2　测试系统介绍

战术态势处理机测试设备硬件组成如下：（1）19英寸标准机柜；（2）工控机。主频2.4GHz、内存512MB、硬盘80GB、液晶显示器15英寸，驻留测试仿真软件（模拟其他子系统向被测系统发送载机惯导数据或导航信息），测试被测系统是否能正常接收数据、处理数据、响应数据；（3） 6.4英寸LVDS液晶显示器及导光板。液晶屏分辨率为： 640×480，导光板周边键20个，完成被测系统LVDS信号显示测试和周边键响应测试；（4） A/ D转换模块（型号：PCL_818）：16路通道、12位精度、电压输入范围-10～10V、转换时间≤20μs，位于工控机ISA总线扩展槽上，完成对被测系统电源模块输入+28V，输出+5V、 ±12V电压测试；（ 5 ） 8 路 R S 4 2 2 串 口 卡 （ 型 号 ： M O X ACP_118U）。位于工控机的PCI总线扩展槽上，8路全双工的RS422端口，最高速度可达到921.6kbps，完成仿真测试数据收发、 GPS数据收发。（6）直流可调电源。稳定输出被测系统工作所需+28V直流电压，设置电压调节旋钮、电压表、电流表，显示当前工作电压和工作电流，设置电源指示灯。

3　测试方法

根据战术态势处理机具有的功能，测试设备的测试项目包括： CPU模块性能测试；仿真数据功能测试及LVDS视频信号显示功能测试； GPS/GNS信息解算、定位功能测试；周边键功能测试；电源模块输出测试。所有的测试项目都采用可视化测试界面直观测试并保存测试结果，以便查询。

3.1 CPU模块性能测试

点击测试软件“自检测试”键，界面显示测试结果。 CPU模块性能测试程序驻留在电子盘内，上电后通过按 “自检测试”键调用测试程序，执行后通过RS232接口显示测试结果，包括：CPU型号、主频、 RAM容量、电子盘容量和剩余空间。

3.2 仿真数据功能测试及LVDS视频信号显示

功能测试被测系统上电后，打开工控机驻留测试仿真软件，该软件模拟其它子系统通过RS232接口向被测系统发送仿真导航、态势信息，CPU模块将接收到的数据信息处理并以LVDS信号传输方式发送至多功能显示器显示，若信息显示正常，无花屏、无偏色、无抖动等现象，即RS422通讯接口和LVDS显示测试合格，仿真数据发送采用高波特率460800 bps。

3.3 GPS/GNS信息解算、定位功能测试

被测系统通讯模块上GPS信号处理芯片接收来自天线接收机的GPS信号，与电子地图数据实时匹配后，在多功能显示器上显示当前定位信息（经纬度、时间、星数等）。若定位信息与当前位置相符，即定位功能正常。另通过点击测试软件“ GPS监控”键，测试设备 通 过 RS422接 口 接 收 被 测 系 统输 出 的 实 时GPS/GNS定位信息（波特率为19200 bps），进行分析、解算，在测试界面上实时显示解算结果（包括GPS状态、时间、经纬度、星数、 HDOP、真实方向、相对方向、水平高度和水平速度），测试设备通过内部的计数器对秒脉冲信号进行计数，并显示计数结果。

3.4 周边键功能测试

这项测试验证多功能显示器周边键功能是否正常。测试设备多功能显示器20个周边键采用特制的金属键盘制成，可以完整地对系统所有的功能键进行模拟和仿真，同时键盘处理程序返回的相应字可在测试设备软件界面上有相应的指示（键盘处理程序驻留在通讯模块上）。周边键的传输协议采用RS422接口，波特率为9600bps。

3.5 电源模块测试

测试设备设置1台直流可调电源将220V交流电压转换为被测系统工作所需的28V直流电压（18～32V可调）。系统工作电压和工作电流采用两个数字显示表分别显示，并设置电源供电指示灯，及提供电压值测试孔。测试设备通过测试电缆，由测试设备的A/D模块对被测系统电源的电压、电流采样测试，并对电源功耗进行计算。RS422模块完成对被测系统工作所需电压+5V、±12V、 +28V的测试。它属于工控机的一个扩展板，位于工控机的ISA总线扩展槽上，在测试设备面板设有测量和校验孔，可使用标准信号源对测试设备的A/D模块采样精度进行校验。

4　软件设计

测试设备软件是基于CS结构并运行在WindowsXP系统上的应用软件，采用VB开发环境。测试设备软件由系统软件、测试软件以及系统开发环境组成。系统软件包括Windows XP操作系统、各测试板卡设备驱动程序；测试软件由可视化测试界面和被测系统各模块的测试程序组成；系统开发环境用于开发Windows XP的设备驱动程序和测试软件。

5　抗干扰设计

测试设备设计应对各种信号进行有效的屏蔽，使信号本身产生最小的电磁干扰，同时保护信号本身所受到的电磁干扰最小。具体方法是：测试设备内部使用一条最短的导线，将机柜与电源插座上的地相连，此导线不能用作电源的回路。测试设备电缆连接器尾夹上的压紧螺钉与双绞屏蔽线的屏蔽端连接在一起，用于视频信号线的屏蔽。测试设备的所有金属零件、屏蔽地、接插件外壳都应与机柜共地。

6　结束语

本测试设备模拟机上其它子系统向被测件发送测试仿真数据，并接收、判定测试结果的正确性，完成对被测件功能、性能的全面测试。本设计从硬件系统集成到软件开发都遵循了通用化和标准化的设计思想，适用于多种型号态势机系列化产品的生产、调试。

参考文献

［1］ 李林，赵明莉.某机载显示处理机测试设备设计与实现［J］.测控技术，2012，31（8）： 117-119.

［2］ 张世箕，杨安禄.自动测试系统［M］.成都：电子科技大学出版社，1993.

［3］ 祝依龙，范红旗，张军．一种基于LVDS高速串行数据传输系统设计［J］.电子技术应用，2007（1）：94-96.

［4］ 张红军，王红.Visual Basic 6.0中文版高级应用与开发指南［M］.北京：人民邮电出版社，2001.