МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ТЕСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ Российский патент 2024 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к комплексам тестирования электронной аппаратуры.

Известно автоматизированное рабочее место тестирования радиоэлектронной аппаратуры, описанное в патенте RU 171134 U1, содержащее управляющий компьютер, соединенный с модулем сопряжения с шиной данных и синхронизации, соединенным с единой шиной данных и синхронизации, коммутатор, блок цифрового ввода-вывода, блок сбора данных, блок генераторов произвольных сигналов, блок цифровых осциллографов, блок мультиметров и блок программируемых источников питания, соединенных между собой единой шиной данных и синхронизации, при этом соответствующие сигнальные входы и выходы блока цифрового ввода-вывода, блока сбора данных, блока генераторов произвольных сигналов, блока цифровых осциллографов, блока мультиметров и блока программируемых источников соответственно подключены к соответствующим строкам коммутатора, столбцы которого соединены с соответствующими входами и выходами радиоэлектронной аппаратуры, при этом в памяти управляющего компьютера установлен набор программ управления упомянутым автоматизированным рабочим местом.

Известное рабочее место тестирования радиоэлектронной аппаратуры обладает рядом недостатков:

• сложность компоновочного решения, ограничивающего пропускную способность, за счет управления шиной данных через 2 устройства: модуль сопряжения с шиной данных и синхронизации, и модуль сопряжения с шиной PCI или PCI-E компьютера;

• хранение на управляющем компьютере результатов тестирования, что ограничивает доступ к ним с других рабочих мест, а при долговременном хранении может вызвать их потерю;

• отсутствие универсального, гибкого и в высокой степени интеллектуального тестирующего программного обеспечения;

• известное рабочее место не позволяет проводить обмен по стандартизованным интерфейсам;

• известное рабочее место не позволяет проводить моделирование на ПЛИС внешнего окружения тестируемой электронной аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является многофункциональное автоматизированное рабочее место тестирования радиоэлектронной аппаратуры по патенту RU 2740546 C1, содержащее управляющий компьютер, соединенный с модулем сопряжения с шиной данных и синхронизации, соединенным с единой шиной данных и синхронизации, коммутатор, блок цифрового ввода-вывода, блок сбора данных, блок генераторов произвольных сигналов, блок цифровых осциллографов, блок мультиметров и блок программируемых источников питания, блок анализатора спектра сигналов радиоэлектронной аппаратуры, блок векторного анализатора цепей радиоэлектронной аппаратуры, соединенных между собой единой шиной данных и синхронизации, и считыватель идентификационного номера радиоэлектронной аппаратуры, подключенный к управляющему компьютеру, при этом соответствующие сигнальные входы и выходы блока цифрового ввода-вывода, блока сбора данных, блока генераторов произвольных сигналов, блока цифровых осциллографов, блока мультиметров, блока программируемых источников блока анализатора спектра сигналов радиоэлектронной аппаратуры и блока векторного анализатора цепей радиоэлектронной аппаратуры соответственно подключены к соответствующим строкам коммутатора, столбцы которого соединены с соответствующими входами и выходами радиоэлектронной аппаратуры, в памяти управляющего компьютера установлен набор программ управления упомянутым автоматизированным рабочим местом, а также управляющий компьютер, снабжен экраном и накопителем, сконфигурированным для хранения оперативно обновляемого электронного формуляра радиоэлектронной аппаратуры, считанного и паспортных идентификационных номеров радиоэлектронной аппаратуры, паспортных значений характеристик и параметров радиоэлектронной аппаратуры, и значений характеристик и параметров объекта тестирования, полученных в результате проведения испытаний зарегистрированной радиоэлектронной аппаратуры.

Прототип обладает рядом недостатков:

• сложность компоновочного решения, заключающееся в том, что:

• управляющий компьютер осуществляет управление шиной данных через 2 устройства: модуль сопряжения с шиной данных и синхронизации, и модуль сопряжения с шиной PCI или PCI-E компьютера;

• подключение модулей блоков к объекту тестирования осуществляется через коммутатор, а не прямым проводным соединением;

• ограничение пропускной способности по шине данных и синхронизации ввиду непрямого подключения управляющего компьютера;

• хранение на накопителе управляющего компьютера характеристик и параметров объекта тестирования, полученных в результате проведения испытаний радиоэлектронной аппаратуры, ограничивает доступ к ним с других рабочих мест, а при долговременном хранении может вызвать их потерю;

• отсутствие универсального, гибкого и в высокой степени интеллектуального тестирующего программного обеспечения;

• известное рабочее место не позволяет проводить обмен по стандартизованным интерфейсам;

• известное рабочее место не позволяет проводить моделирование на ПЛИС внешнего окружения тестируемой электронной аппаратуры.

Для заявленного изобретения выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: многофункциональный комплекс тестирования электронной аппаратуры, содержащий управляющий компьютер, блок цифрового ввода-вывода, блок генераторов произвольных сигналов, блок цифровых осциллографов, блок мультиметров, блок программируемых источников питания, соединенные с шиной данных и синхронизации.

Техническими задачами изобретения является:

• уменьшение сложности компоновочного решения и повышение надежности комплекса тестирования;

• расширение функциональных возможностей комплекса тестирования.

Поставленные задачи решаются тем, что в состав комплекса входят: шина данных и синхронизации, управляющий компьютер, блок цифрового ввода-вывода, блок генераторов произвольных сигналов, блок цифровых осциллографов, блок мультиметров, блок контроллеров стандартизованных интерфейсов, блок цифрового перенастраиваемого ввода-вывода, блок релейного управления блок программируемых источников питания и блок расширения и устанавливаются в корпус стандартной архитектуры, а все входы и выходы блоков подключаются напрямую к тестируемой электронной аппаратуре. Управляющий компьютер комплекса подключен к серверу хранения данных, который содержит хранилище данных и собственную ЭВМ управления, обеспечивающую администрирование, конфигурацию и управление хранением данных. При этом блоки комплекса возможно размещать в более чем одном корпусе стандартной архитектуры с их объединением через блок расширения шины. Сервер хранения данных может находиться удаленно, а подключение к нему управляющего компьютера выполняться по сетевому протоколу.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема многофункционального комплекса тестирования электронной аппаратуры.

Описание к многофункциональному комплексу тестирования:

На фиг. 1 представлена структурная схема многофункционального комплекса тестирования электронной аппаратуры. Комплекс включает: корпус стандартной архитектуры 1, сервер хранения данных 2 и тестируемую электронную аппаратуру 3.

Корпус стандартной архитектуры 1 объединяет в универсальном конструктиве: шину данных и синхронизации 1.1, управляющий компьютер 1.2, блок цифрового ввода-вывода 1.3, блок генераторов произвольных сигналов 1.4, блок цифровых осциллографов 1.5, блок мультиметров 1.6, блок контроллеров стандартизованных интерфейсов 1.7, блок цифрового перенастраиваемого ввода-вывода 1.8, блок релейного управления 1.9, блок программируемых источников питания 1.10 и блок расширения 2.11. Шина данных и синхронизации 1.1 предназначена для объединения управляющего компьютера 1.2 и всех блоков 1.3-1.11. Управляющий компьютер 1.2 содержит программное обеспечение тестирования 1.2.1, обеспечивающее формирование тестов, их выполнение, анализ и обработку данных, и их хранение для каждого сеанса тестирования.

Блок контроллеров стандартизованных интерфейсов 1.7 включает модули, реализующие стандартные спецификации интерфейсов, таких как: мультиплексный канал обмена (MIL-STD-1553), SpiceWire и другие.

Блок цифрового перенастраиваемого ввода-вывода 1.8 применяется для реализации специфических нестандартных интерфейсов при отсутствии стандартных модулей.

Блок релейного управления 1.9 обеспечивает выдачу релейных команд и питания на тестируемую электронную аппаратуру.

В частном варианте реализации заявленного технического решения корпусов стандартной архитектуры может быть более чем один с объединением их через блок расширения 2.11.

Сервер хранения данных 2 включает хранилище данных 1.1 и ЭВМ управления 1.2. Хранилище данных позволяет долговременно хранить такие данные как: программное обеспечение комплекса, драйверы устройств, тесты, отчеты и электронная документация. ЭВМ управления 1.2 осуществляет администрирование, конфигурацию и управление хранением данных.

В частном варианте реализации заявленного технического решения сервер хранения данных 2 находится удаленно, а подключение к нему управляющего компьютера 1.2 выполняется по сетевому протоколу.

В качестве тестируемой электронной аппаратуры может выступать одно или несколько электронных устройств единого исполнения, в том числе имеющих встроенное программное обеспечение.

Многофункциональный комплекс тестирования работает следующим образом:

На управляющем компьютере 1.2 формируется рабочий каталог для размещения рабочих данных тестирования электронной аппаратуры 3: модели, тесты, отчетная информация и другое.

В программном обеспечении тестирования 1.2.1 на управляющем компьютере 1.2 формируют тесты электронной аппаратуры 3. В процессе их выполнения производится обмен данными с электронной аппаратурой 3, через блоки 1.3-1.10. Программное обеспечение тестирования 1.2.1 выполняет контроль за ходом тестирования, анализ поступающей информации и формирование отчетной информации.

После тестирования электронной аппаратуры 3 выполняется администрирование хранилища данных 2.1 на сервере хранения данных 2, в рамках которого формируются пути к каталогам хранения данных тестирования электронной аппаратуры 3, назначаются им разрешения и права доступа для длительного архивного хранения данных тестирования по его окончании. Осуществляется перемещение данных тестирования (моделей, тестов, отчетной информации и другое) на сервер хранения данных 2 в хранилище данных 2.1.

Техническими результатами изобретения являются:

1. Уменьшение сложности компоновочного решения и повышение надежности комплекса тестирования обеспечивается за счет прямого соединения управляющего компьютера с шиной данных и синхронизации, подключения блоков к тестируемой электронной аппаратуре напрямую и установки управляющего компьютера, шины данных и синхронизации, и блоков в универсальном корпусе стандартной архитектуры. Подключение управляющего компьютера непосредственно к шине данных и синхронизации позволяет в полной мере использовать вычислительные мощности многоядерных серверных процессоров для потоковой обработки данных с множества устройств.

2. Расширение функциональных возможностей комплекса тестирования обеспечивается за счет использования сервера хранения данных, предоставляющего централизованное хранилище данных и включающего управляющую ЭВМ с функциями администрирования, конфигурации и управления хранением данных (программное обеспечение комплекса, драйверы устройств, тесты, отчеты и электронная документация).

Предлагаемое изобретение реализовано в АО «ИСС».

Корпус стандартной архитектуры 1 выполнен на базе шасси PXIe-1095.

Шина данных и синхронизации 1.1 выполнена в соответствие с нормативными документами PXI - 5 PXI Express Hardware Specification. Revision 1.1 и PXI – 6 PXI Express Software Specification. Revision 1.4 (PXI Systems Alliance, США).

Управляющий компьютер 1.2 выполнен на базе контроллера шины PXIe-8881, содержащий высокопроизводительный процессор и предназначенный для управления системой, и содержит программное обеспечение тестирования 1.2.1, включающее универсальную среду тестирования на базе NI TestStand и модели функциональных устройств, выполненные в NI LabView.

Блок цифрового ввода вывода 1.3 выполнен на базе: PXIe-6509 (ТМ-информация), адаптер FlexRIO дискретного ввода/вывода LVTTL NI-6581b, PXI-8431/4 (RS 422/485).

Блок генераторов произвольных сигналов 1.4 выполнен на базе: NI PXIe-5423.

Блок цифровых осциллографов 1.5 выполнен на базе: NI PXIe-5162.

Блок мультиметров 1.6 выполнен на базе: NI PXIe-4082.

Блок контроллеров стандартных интерфейсов 1.7 выполнен на базе: PXI-MIL-STD-1553 или LV-222-555-555 (МКО), адаптер FlexRIO интерфейса SpaceWire MT 1001.

Блок цифрового перенастраиваемого ввода-вывода 1.8 выполнен на базе: PXIe-7822, PXIe-7966R и PXIe-7976R (с реализуемыми на ПЛИС нестандартизованными интерфейсами).

Блок релейного управления 1.9 выполнен на базе: NI PXI-2570 (реле для команд и питания на электронное устройство).

Блок программируемого источника питания 1.10 выполнен на базе: RMX-4101 (источник питания 100 В).

Блок расширения шины 1.11 выполнен на базе: NI PXIe-8394

Сервер хранения данных 2 включает хранилище данных 2.1, выполненное на базе жесткого диска, обеспечивающего централизованное хранение данных, и ЭВМ управления на базе персонального компьютера серверного исполнения, обеспечивающего администрирование, конфигурацию и управление хранением данных.

В качестве электронной аппаратуры 3 используются приборы управления современных КА производства АО «ИСС».

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого способа.

Изобретение относится к комплексам тестирования электронной аппаратуры. Техническим результатом является уменьшение сложности компоновочного решения и повышение надежности комплекса тестирования. Технический результат достигается тем, что в заявленном решении предусмотрены управляющий компьютер, блок программируемых источников питания, блок контроллеров стандартизованных интерфейсов, блок цифрового перенастраиваемого ввода-вывода, блок релейного управления, соединенные с шиной данных и синхронизации; при этом шина данных и синхронизации, управляющий компьютер, блок цифрового ввода-вывода, блок генераторов произвольных сигналов, блок цифровых осциллографов, блок мультиметров, блок контроллеров стандартизованных интерфейсов, блок цифрового перенастраиваемого ввода-вывода, блок релейного управления, блок программируемых источников питания и блок расширения установлены в корпус стандартной архитектуры; входы и выходы блока цифрового ввода-вывода, блока генераторов произвольных сигналов, блока цифровых осциллографов, блока мультиметров, блока контроллеров стандартизованных интерфейсов, блока цифрового перенастраиваемого ввода-вывода подключены напрямую к тестируемой электронной аппаратуре. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Многофункциональный комплекс тестирования электронной аппаратуры, содержащий управляющий компьютер, блок цифрового ввода-вывода, блок генераторов произвольных сигналов, блок цифровых осциллографов, блок мультиметров, блок программируемых источников питания, соединенные с шиной данных и синхронизации, отличающийся тем, что содержит блок контроллеров стандартизованных интерфейсов, блок цифрового перенастраиваемого ввода-вывода, блок релейного управления, соединенные с шиной данных и синхронизации; содержит блок расширения шины и сервер хранения данных; при этом шина данных и синхронизации, управляющий компьютер, блок цифрового ввода-вывода, блок генераторов произвольных сигналов, блок цифровых осциллографов, блок мультиметров, блок контроллеров стандартизованных интерфейсов, блок цифрового перенастраиваемого ввода-вывода, блок релейного управления, блок программируемых источников питания и блок расширения установлены в корпус стандартной архитектуры; входы и выходы блока цифрового ввода-вывода, блока генераторов произвольных сигналов, блока цифровых осциллографов, блока мультиметров, блока контроллеров стандартизованных интерфейсов, блока цифрового перенастраиваемого ввода-вывода, блока релейного управления блока программируемых источников питания подключены напрямую к тестируемой электронной аппаратуре; управляющий компьютер содержит программное обеспечение тестирования и подключен к серверу хранения данных, который содержит хранилище данных и собственную ЭВМ управления, которая осуществляет управление хранилищем.

2. Многофункциональный комплекс тестирования электронной аппаратуры по п.1, отличающийся тем, что сервер хранения данных находится удаленно, а подключение к нему управляющего компьютера выполняется по сетевому протоколу.