某型装备测试无429数据故障的分析与排除

■ 黄岩 宁振峰 付强 高媛/国营洛阳丹城无线电厂

1 故障现象

某型装备在部队测试和入厂测试时，“主动通道自检正常”“无线电修正通道自检正常”“装备准备好”三个测试参数不合格，分析认为是一舱故障。分解装备后对一舱进行测试，“主动通道自检时间”和“修正通道自检时间”不合格、一舱无429数据输出。

2 故障分析

2.1 排查故障分组件

一舱整个工作时序如下：载机挂载装备起飞后，载机加来“预热”指令，此时载机的供电使一舱的陀螺、晶振恒温器和速调管灯丝处于通电工作状态，即一舱处于“加温”状态。装备发射前，载机加来“准备”指令，此时载机给一舱全面供电（但不加发射机高压），一舱进行自检，正常时给出“主动通道准备好”信号。同时，无线电修正通道也进行自检，正常时给出“无线电修正通道准备好”信号。

为了查明装备故障原因，结合部队测试结果和工厂一舱测试结果，建立了装备“主动通道自检正常”“无线电修正通道自检正常”“装备准备好”三个测试参数不合格的故障树（见图1）。由图1可知，装备出现故障与3个底事件有关。

图1 故障树

对底事件逐一进行排查。对故障一舱进行测试时，虽然没有429数据输出，但测试设备可以采集到一舱的供电电压和消耗电流，且都在正常范围内，证明供电系统正常。通过计算机分组件上的时钟信号输入端采集时钟信号，时钟信号正常，该时钟信号是由频率变换器及同步器提供，证明频率变换器及同步器正常。最终，通过分析认定是计算机分组件故障，现场更换工艺计算机后故障消失，证明了上述分析正确。

2.2 一舱计算机工作原理

一舱计算机由硬件和工作程序软件组成，是一舱的控制中枢，通过运行工作程序软件来管理一舱的工作状态和工作时序转换。该组件系统复杂，功能强大，主要承担对一舱各单元数据信号的采集、处理和控制任务，实现对目标速度信息和角度信息的处理，控制一舱的其他功能分组件，完成对目标的搜索、截获和跟踪，同时承担与飞行控制系统进行通信协调的任务。

一舱计算机包括微处理器模块电路板、信息输入模块电路板、信息输出模块电路板、串行口模块电路板和四联体插头，每块电路板中有一个内总线插头，所有内总线插头通过四联体插头连接在一起，各组成模块通过四联体插头实现信息交换。一舱计算机微处理器模块通过运行内部程序软件，形成对一舱内部各个功能分组件的控制信号。信息输入模块、信息输出模块和串行口模块统称接口模块，其中，信息输入模块包括A/D和开关量输入，信息输出模块包括D/A和开关量输出，二者是微处理器模块与一舱其他功能分组件之间的硬件接口；串行口模块包括接收通道和发送通道，用于实现导引系统和飞行控制系统之间的数据信息交换。一舱计算机硬件组成原理如图2所示。

图2 一舱计算机硬件组成原理图

3 故障定位

通过前期对一舱计算机分组件深修精修和软件破译项目的实施，项目组已经对计算机硬件系统和软件程序有了较深入的了解。在故障一舱测试过程中，通过逻辑分析仪采集计算机地址和数据总线上的动态数据，对采集到的动态数据进行分析，具体步骤如下。

将四联体插头（内总线扩展模块）从一舱计算机上移除，用专用采集线缆连接一舱计算机各板卡内部总线接口，用逻辑分析仪的Pod1-15～0、Pod2-15～0飞线夹对应连接到专用采集线缆的37针双列插针上（见图3），使用一舱总体性能测试系统对故障一舱加电测试；同时，用逻辑分析仪采集一舱计算机内部总线数据信息，记录计算机执行程序的轨迹，采集程序运行时计算机地址和数据总线上的动态数据。采集到的数据结果如图4所示。

图3 逻辑分析仪总线数据采集连接图

图4 故障一舱计算机的总线数据

通过前期的软件破译工作，分析出微处理器模块的自检程序涉及的主要地 址 有XXX0H、XXX1H、XXX0H、XXX6H、XXXDH、XXXEH、XXXFH、XXXFH、XXX0H、XXX0～XXXFH；信息输入模块的自检程序涉及的主要地址有XXX0H～XXXFH、XXX9H、XXXFH、XXX0H； 信 息输出模块的自检程序涉及的主要地址 有XXX0H～XXXFH、XXX0H、XXX0H、XXX0H；串行口模块的自检程序涉及的主要地址有XXX4H、XXX5H、XXX0H、XXX1H。计算机的四块电路板从上到下依次为微处理器模块电路板、信息输入模块电路板、信息输出模块电路板、串行口模块电路板，计算机自检程序也按照该顺序依次运行。对比采集到的总线数据与之前工艺计算机采集的总线数据可以看出，微处理器模块和信息输入模块的自检程序结果正常，而信息输出模块的自检程序中地址XXX0H的运行结果为XXX8H（见图5），不符合该地址的正确运行结果XXX0H。自检程序运行到这里开始出现异常，导致信息输出模块的后续自检程序出错，程序直接越过串行口模块自检程序跳转到异常处理子程序，信息输出模块和串行口模块的自检失败，不能向外发送429数据。

图5 故障一舱计算机信息输出模块地址XXX0H的总线数据

使用专用采集线缆和专用电缆网将故障计算机的信息输出模块电路板和串行口模块电路板替换为工艺计算机的相应模块电路板，故障现象依旧存在，因此初步分析为计算机内部总线（即四联体插头）故障。四联体插头内部共有4个37针插头，依次连接微处理器模块、信息输入模块、信息输出模块、串行口模块的内部总线插座；4个37针插头的插针两两短接（连接微处理器模块内部总线插座的37针插头的第1针分别和信息输入模块、信息输出模块、串行口模块的相应37针插头的第1针短接，剩下的第2针至第37针依次相互短接）。当一舱开始工作时，首先执行计算机内部的自检程序，程序执行过程中地址信息和数据信息通过内部总线进行交换，微处理器模块、信息输入模块、信息输出模块、串行口模块的内部总线通过四联体插头短接。

最终，通过数字万用表测出，四联体插头内部连接信息输入模块和信息输出模块的两个插头的第4个插针连接线断路，程序直接越过串行口模块自检程序，跳转到异常处理子程序，导致信息输出模块和串行口模块的自检失败，不能向外发送429数据。更换四联体插头后故障排除，故障定位到最小单元。

4 结束语

四联体插头内部连接信息输入模块和信息输出模块的两个插头的第4个插针连接线断路时，信息输入模块在自检子程序执行过程中的数据信息经过内部总线传输给信息输出模块时就会出错，导致信息输出模块自检失败，自检程序越过串行口自检子程序，跳转到异常处理子程序，导致串行口模块不能进行自检，无法工作，不能向外发送429数据，最终导致一舱单独测试时无429数据输出，装备整体测试时“主动通道自检正常”“无线电修正通道自检正常”“装备准备好”三个测试参数不合格。项目组利用前期计算机分组件深修精修和软件破译的工作成果，详细分析故障原因和机理，成功定位并排除了故障。