一种基于功能的数字电路故障检测定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于功能测试的数字电路故障检测定位系统，所述一种基于功能的数字电路故障检测定位系统，包括上位机、程控电源、仪表、网络交换机、下位机、适配器、被测件；程控电源通过数字接口和上位机相连，程控电源受控于上位机，程控电源的输出端和下位机，仪表及被测件连接；仪表通过数字接口和上位机连接，仪表通过硬件探针和被测件连接；网络交换机和上位机、下位机及被测件连接；被测件和下位机通过适配器连接。本实用新型专利技术在提高自动化程度的同时降低了故障误判率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数字电路故障检测及故障定位
，尤其涉及一种离线的基于被测件功能的数字逻辑电路故障检测及故障定位的系统。
技术介绍
由于数字集成电路功能复杂度和制造集成度的迅速提升，因厂家制造和用户使用而导致的电路失效问题日益突出。利用测试技术实现对各种电子装备高效故障检测及故障定位能大幅缩短武器装备的故障排查和维修时间，提高武器装备的综合战斗力，所以测试技术越来越受到各国军界的重视。目前武器装备系统广泛采用的集成测试维修体系分为两大类，即在线测试法和离线测试法。在线测试法是指将被测试件装入装备整机内，依赖装备整机自身产生测试激励，通过装备自身的机内检测设备或辅助仪表测量来判定被测试件的功能正常与否。该方法由于使用装备整机作为测试设备，方法简便，额外研制生产的设备较少。但若在阵地级维修中使用该技术进行故障检测定位，一定程度上会影响装备的正常执勤，同时有扩大故障范围的隐患；若在基地级维修中使用该方法则需要额外购置一套完整的装备，成本较高，同时在线测试法受条件因素的限制较大，很难进行准确的故障定位。离线测试法是指被测试件脱离装备自身，在一种专门的或通用的测试平台上进行故障检测或定位的测试方法。目前采用最多的是基于边界扫描技术的离线测试方法，但是应用这项技术需要被测件电路板本身在设计时增加20°/Γ30%的硬件电路，而且必须应用支持ΙΕΕΕ1149. I可测试性标准的器件。到目前为止国产电子装备出于成本和性能的考虑，很少采用支持边界扫描技术的设计，对于极少数支持边界扫描技术的电路板在测试时也存在一个很大的问题，就是需要将被测件的固件和软件擦除，也就是将其具有的功能性特征擦除才可以采用边界扫描技术测试，这样非常不利于服役产品的技术状态控制。对于现役装备无论采用依赖整机的在线测试法还是基于边界扫描技术的离线测试法都存在一定的弊端，所以迫切需要一种能在脱离整机并且不改变被测件状态的前提下进行故障检测定位的系统和方法。
技术实现思路
本技术提供一种基于功能测试的数字电路故障检测和故障定位的系统，实现在脱离整机并且不更改被测件技术状态的条件下进行器件级的故障检测和定位。数字逻辑电路的特征是输入和输出全部为二进制0/1信号，计算机系统可以明确认定出其电气状态。本技术中所述场景即测试用激励和响应的计算机数字化描述，便于数据库存储和计算机解析。器件包含I个或多个部件，所谓部件是能完成独立功能的器件的一部分，例如I片74HC244集成电路含有8个独立的部件，其中一个部件发生故障即认定该器件故障。本技术所提供的解决方案是一种基于功能的数字电路故障检测定位系统，包括上位机、程控电源、仪表、网络交换机、下位机、适配器、被测件；程控电源通过数字接口和上位机相连，程控电源受控于上位机，程控电源的输出端和下位机，仪表及被测件连接；仪表通过数字接口和上位机连接，仪表通过硬件探针和被测件连接；网络交换机和上位机、下位机及被测件连接；被测件和下位机通过适配器连接；下位机包括CPU模块，可编程逻辑器件，电平转换电路、驱动电路；CPU模块通过PC104总线和可编程逻辑器件连接，CPU模块的网络接口与网络交换机相连；电平转换电路和可编程逻辑器件连接；驱动电路和可编辑器件连接；可编程逻辑器件采甲EP2C35F67218型芯片；其中上位机用于人机交互，通过数字接口实现对程控电源和仪表的控制和数据采集，并存储场景数据库，通过网络控制下位机实现测试激励的产生，同时对下位机的测试结果进行综合解析。程控电源通过数字接口与上位机相连，程控电源受上位机控制，为下位机和被测件供电。仪表通过数字接口受控于上位机，通过硬件探针实现对被测件的信号采集。网络交换机通过网络连接上位机、被测件和下位机。下位机根据上位机的指令产生测试激 励，并对测试响应进行采集并上报上位机。适配器是一块无源的印刷电路板，实现被测件和下位机的接口匹配连接。基于功能的数字电路故障检测定位方法是根据被测件的输入输出信号设计单一、复合、针对性3类测试场景，其中单一场景选择输入/输出之间仅包含单一元器件的通路或通过逻辑判断能够准确而唯一定位的硬件通道设计，一旦场景测试不通过即可确定该器件损坏；复合场景根据被测件的输入和输出信号设计场景，保证被测件对外的每个输入和输出信号均至少翻转一次即O到I或者I到O变化一次，如果能够使通道上器件的输入输出完全翻转一次的场景组测试通过，则认定这个场景组所涉及的已翻转的部件全部正常；针对性场景针对被测件完成功能所涉及的每个器件的每个部件设计场景，使指定器件的输入和输出根据测试激励的翻转而翻转。根据场景数据库对被测件的硬件通道进行三轮遍历检测第一轮单一场景测试找到绝对损坏或绝对正常的器件，第二轮复合场景测试首先找出绝对正常的通道和器件，同时将响应错误的通道及器件按照故障发生概率进行数学累力口，第三轮针对性场景测试在第二轮测试给出故障统计数据的基础上对故障概率高且故障次数多的重点怀疑器件施加针对性激励并辅助仪表最终判定该器件是否故障。故障检测定位首先通过被测件外接信号进行自动的场景测试，逐步排除正常的元器件以逼近故障嫌疑器件，在存在串联模型的情况下最后通过精确的仪表探针辅助测量确定故障元器件。此故障检测方法的关键在于场景的设计，并基于被测件对外连接的所有输入信号和输出信号编制场景。一般情况下，任何一个输入信号总会影响至少一个输出信号，任何一个输出信号总是至少受一个输入信号影响。假设被测件对外连接的信号中有个输入信号和〃个输出信号，为了达到每个信号翻转一次的要求，则场景数总可以设计成2(n + m)个。对于输入信号的检测方法为对于任何一个输入信号各，同时可能需要辅助其他输入信号P，总有被它影响的结果输出式，这个场景即可描述为+4- )。改变足以引起输出状态巧变化的输入信号巧状态，判断输出结果4是否发生预期变化以判断该输入信号是否被正确响应。接着还需要为场景码+巧,式)设计一个对偶场景为頃耳)，如果( +4式)和运+4瓦)组成的场景组测试响应完全正确，可以判断出该场景组所经过的且已正常翻转的与输入信号S和输出信号R相关的部件为无故障部件。同理，对于任何一个输出信号4，总有影响其状态的输入信号&，同时可能需要辅助其他输入信号巧。改变足以引起输出状态变化的输入信号4的状态，判断输出结果4是否产生预期变化 以判断该输入信号&是否被正确响应。同样针对每个输出信号&至少可以编写两个场景(Sj+F^rj)和{瓦+。馬。这些场景可以分为两类单一场景和复合场景。单一场景是指从信号输入到信号输出仅经过一个器件的硬件通道，复合场景是指从信号输入到信号输出经过多个器件的硬件通道，同时根据每个部件的失效率为每个复合场景通道上的部件分配故障权重，此通道上所有部件的故障权重总和应为ιοο%。此外还需要一种针对性场景，针对性场景是针对某个器件￡)的单个部件S设计的场景，用于解决串联模型下故障的精确定位，场景中测试激励基于上面所述输入信号来产生，原则上采用使部件的输入马和对应的输出A管脚上能够产生翻转的信号，这些场景可描述为( + , , ) , (S,+Fk,B^^)。本技术结合了基于功能测试的测试法和基于探针测量的测试法，其有益效果是不用更改被测件的技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于功能的数字电路故障检测定位系统，其特征是所述一种基于功能的数字电路故障检测定位系统，包括上位机、程控电源、仪表、网络交换机、下位机、适配器、被测件；程控电源通过数字接口和上位机相连，程控电源受控于上位机，程控电源的输出端和下位机，仪表及被测件连接；仪表通过数字接口和上位机连接，仪表通过硬件探针和被测件连接；网络交换机和上位机、下位机及被测件连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：段晓超，段玲琳，叶明傲，唐焕朋，赵艳丽，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：实用新型
国别省市：