某型灯光告警计算机测试系统设计研究

陈林，叶成世，孙凯革，王桂芳

（国营芜湖机械厂，安徽 芜湖 241007）

灯光告警计算机是某型飞机灯光告警系统的核心部件，通过采集飞机危险级、警告级、注意级、提示级的告警信号，综合处理并按优先级次序输出，控制并点亮所有危险级和影响飞行安全的警告级、注意级、提示级告警灯。告警计算机内部电路复杂，亟需设计一套告警计算机自动测试系统对产品功能、性能参数、故障情况等进行检查。

本文设计的测试系统支持对产品功能和性能指标进行检查，能够模拟产生上位机所需的输入激励信号，实现告警计算机检灯功能、离散告警功能、1553B 总线告警功能、429总线数据接收功能、复位功能、灯光告警优先级逻辑、交联系统通信功能、软件版本请求功能等测试需求。

1 测试系统需求分析

灯光告警计算机通过主控板模块和从控板模块同时接收来自机电系统和飞控系统的离散告警信号、告警灯盒的复位信号，结合输入输出板模块传输过来的RS485 总线告警信号，进行告警逻辑判断，并输出离散点灯信号到告警灯盒。同时，通过HB6096 总线传送至多功能显示器，供其在应急时备份显示。从控板模块为主控板模块的热备份，一旦主控板模块失效，立即切换至从控板模块。

输入输出板模块通过GJB289A 接收来自综合任务处理机的总线告警信息，然后通过RS485 总线传至主控板和从控板。输入输出板模块还充当综合任务处理机与照明管理计算机、告警信号电源装置之间的数据中转。电源板模块接收机上双路+28VDC 电源，给主控板模块、从控板模块和输入输出板模块供电。告警计算机通过RS232 总线进行程序在线升级。

灯光告警计算机系统交联框图见图1。

测试系统支持告警计算机各项性能检测，可以快速定位故障元器件、验证产品电气性能指标，具有通用化、模块化的设计特点。通过对告警计算机工作原理、外部接口连接关系的分析，确定测试系统需要达到的测试指标要求，具体如下：

（1）离散量输入：48 路地/开离散量输入信号，接地有效，开路为无效状态。

（2）1533B 总线：2 路双向、直接耦合的1533B 总线需求。

（3）ARINC429 总线：2 路双向、直接耦合的ARINC429总线需求。

（4）串口：3 路双向、通讯速率可配置的RS422 串口总线，3 路双向通讯速率可配置的RS232 串口总线，2 路双向通讯速率可配置的RS485 串口总线需求。

图1 灯光告警计算机系统交联框图

2 测试系统硬件设计

2.1 测试系统电气设计

测试系统电气原理设计框图如图2 所示，设备主要包括程控电源、电源总控箱、调理箱、工控机、显示器、鼠标/键盘。

工控机是测试系统的数据处理核心，接收调理箱送来的离散量信号、模拟量信号和总线信号，经过数据处理后发送至调理箱。工控机与显示器、键盘及鼠标组成一个人机交互系统，通过人机界面，控制实现对被测对象的功能/性能测试。

2.2 测试系统主要电路

2.2.1 工控机

工控机采用集成设计方式，基于cPCI 总线，使其满足测试系统功能需要分析的目标要求。工控机主要包括机箱、控制板、离散量输入输出板、1533B 通讯板、ARINC429 通讯板、串口通讯板等组成。

2.2.2 控制板

控制板选用cPCI-3510D/4700E/M8 板卡，该板卡是基于cPCI 总线的系统主板，支持Win7/8 及32/64 位等多种操作系统，具有四核处理器，支持IPMI 对系统进行系统健康监控，支持系统/外设槽。

2.2.3 离散量、模拟量板卡

根据功能需求分析，测试系统选用1 块HK-H5121A-S3离散量输入板卡、2 块HK-H5121A-S2 离散量输出板卡和1 块HK-H5176 模拟量输出板卡。

图2 测试系统电气原理设计框图

2.2.4 通讯板卡

根据功能需求分析，通讯板卡选用1533B 总线通讯板卡（HK-H5273）、ARINC429 总线通讯板卡（HK-H5272）、串口总线通讯板卡（HK-H5276）等各1 块，且留有余量。

2.2.5 调理箱电路设计

调理箱包括电源调理分配模块和对内对外接口电路。电源调理分配模块对两路28VDC 电源进行调理分配，然后分配至测试系统各功能模块使用和被测对象供电。对内对外接口电路用于被测对象的供电、离散量信号、信号、以太网和总线信号的接收和发送。图3 为地/开离散量输入实现原理图。

图3 地/开离散量输入实现原理图

3 测试系统软件设计

软件系统采用Windows 7 操作系统作为开发背景，主程序采用图形化编程语言C++/LABVIEW 进行开发，软件模式为生产者消费者，底层调用通用化测试驱动进行数据采集。软件基本工作流程如图4 所示。

4 主要性能测试验证

4.1 告警功能自动测试

如图5 所示，告警功能自动测试是检测设备软件根据用户选定的测试任务文件，按步骤自动执行每一步测试操作，并自动记录数据、判断分析显示测试结果等，最终形成测试报告。整个测试过程由检测设备软件控制实现，不需要用户手动控制。

4.2 离散告警信息手动测试

离散告警信息手动测试用于用户选择功能项独立测试。该测试方式提供独立的测试界面，通过测试界面的人机交互，用户可选择单个或多个功能项，手动操作完成测试。检测设备软件将测试的结果显示在界面供用户查看。

图4 测试系统软件工作流程图

图5 告警功能测试界面图

4.3 MFL 和PFL 信息传输测试

在“维护信息/性能指标手动测试”界面和“1553B 告警信息手动测试”界面内，用户可选择单个或多个功能项，手动操作完成测试，检验灯光告警计算机MFL 和PFL 信息传输是否正常。

5 结语

本文通过对灯光告警计算机信号接口、功能结构以及性能测试指标的分析研究，设计研制一套告警计算机的测试系统。通过试验验证，该测试系统能够满足灯光告警计算机各项性能参数的测试要求。目前，该系统已用于某型灯光告警计算机修理测试中。