CN111026084A - 一种基于cpci总线的rs-422总线故障注入装置 - Google Patents

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毕思明
郭世勇
王菲
吕涛涛
张超峰
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Abstract

本发明提出一种基于CPCI总线的RS‑422总线故障注入装置，包括CPCI总线连接器、PLX9054接口芯片、电源电路、时钟电路、配置电路、FPGA、RS‑422电平转换芯片、噪声叠加电路、阻抗叠加电路、对外连接器。本发明采用CPCI总线架构，可以在CPCI总线测控计算机中使用。通过FPGA控制电路的控制，分别实现数据传输错误、噪声叠加、对地阻抗叠加三种RS‑422总线故障注入方式。将该装置串接到RS‑422总线通路上，可以在不对受试产品自身进行任何改动的条件下，直接将故障应力注入到受试产品中，从而模拟受试产品RS‑422总线的故障模式。

Description

一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置
技术领域
本发明涉及一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，属于电子产品测试技术领域。
背景技术
测试性是产品能及时准确地确定其状态(可工作、不可工作或性能下降)并隔离其内部故障的一种设计特性，是构成武器装备质量特性的重要组成部分。具有良好的测试性可有效提高产品的诊断能力和诊断效率，所以测试性对于提高武器装备的维修保障水平和降低全寿命周期具有重要作用。目前，对装备的测试性设计水平通过测试性试验来评价，故障注入是进行装备测试性试验的重要技术手段。
RS-422总线在航空装备中广泛应用，在对RS-422总线进行故障注入时，传统的方法是采用插拔式直接将RS-422电路上的器件焊下或引脚短接来制造故障，这种方式容易造成芯片和印制板损坏。因此，采用RS-422总线故障注入装置串接到RS-422总线通路中模拟故障，即可以提高故障注入效率，又能保障故障注入的安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，以解决现有RS-422总线故障注入过程中采用插拔式故障注入方法可能对电路造成的损坏等问题。
本发明的技术方案为：
所述一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，其特征在于：包括CPCI总线连接器、PLX9054接口芯片、电源电路、时钟电路、配置电路、FPGA、RS-422电平转换芯片、噪声叠加电路、阻抗叠加电路、对外连接器；
所述故障注入装置通过所述CPCI总线连接器安装在CPCI总线内的工控机中；PLX9054接口芯片接在CPCI总线连接器与FPGA之间，作为FPGA与CPCI总线中上位机通信的桥梁，实现上位机对故障注入装置的控制；电源电路为故障注入装置内的电气元件提供工作电源，时钟电路为FPGA提供时钟信号，配置电路用于每次上电后对FPGA进行配置；FPGA与对外连接器之间接有两个RS-422电平转换芯片，分别处于RS-422信号输入和输出通道中，实现RS-422传输数据的电平转换；噪声叠加电路接在FPGA与RS-422信号输出通道之间，用于噪声叠加故障注入；阻抗叠加电路接在FPGA与RS-422信号输出通道之间，用于对地阻抗叠加故障注入。
进一步的优选方案，所述一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，其特征在于：在进行数据传输错误故障注入时，FPGA控制器将RS-422输入信号进行修改后，通过对外连接器输出，实现数据传输错误故障注入；在进行噪声叠加故障输入时,FPGA控制器将接收到的RS-422数据转发，不进行数据的修改处理，FPGA控制噪声叠加电路输出产生一定幅值的数字信号作为噪声，叠加在RS-422信号输出通道上，实现噪声叠加故障注入；在进行对地阻抗叠加故障注入时，FPGA控制器将接收到的RS-422数据转发，不进行数据的修改处理，FPGA控制阻抗叠加电路叠加阻抗，实现RS-422输出正、负端对地电阻的阻抗叠加故障注入。
进一步的优选方案，所述一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，其特征在于：噪声叠加电路采用DA转换芯片。
进一步的优选方案，所述一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，其特征在于：阻抗叠加电路采用继电器控制对地阻抗通路。
有益效果
本发明采用CPCI总线架构，可以在CPCI总线测控计算机中使用。将RS-422总线故障注入装置串入到RS-422总线通路中，通过FPGA控制电路的控制，可以在不对受试产品自身进行任何改动的条件下，实现数据传输错误、噪声叠加、对地阻抗叠加方式的RS-422总线故障注入，可以解决传统RS-422总线电路利用插拔元器件方式故障注入可能对电路板或器件带来的损坏等问题。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置原理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本实施例中的基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，包括CPCI总线连接器、PLX9054接口芯片、电源电路、时钟电路、配置电路、FPGA、RS-422电平转换芯片、噪声叠加电路、阻抗叠加电路、对外连接器。具备在RS-422总线传输通路上进行数据传输错误、噪声叠加、对地阻抗叠加三种总线故障注入能力。
所述故障注入装置通过所述CPCI总线连接器安装在CPCI总线内的工控机中；PLX9054接口芯片接在CPCI总线连接器与FPGA之间，作为FPGA与CPCI总线中上位机通信的桥梁，实现上位机对故障注入装置的控制；电源电路为故障注入装置内的电气元件提供工作电源，时钟电路为FPGA提供时钟信号，配置电路用于每次上电后对FPGA进行配置；FPGA与对外连接器之间接有两个RS-422电平转换芯片，分别处于RS-422信号输入和输出通道中，实现RS-422传输数据的电平转换；噪声叠加电路采用DA转换芯片，接在FPGA与RS-422信号输出通道之间，用于噪声叠加故障注入；阻抗叠加电路采用继电器控制对地阻抗通路，接在FPGA与RS-422信号输出通道之间，用于对地阻抗叠加故障注入。
该装置通过FPGA控制实现三种RS-422总线故障注入方式。在进行数据传输错误故障注入时，FPGA控制器将接收到的RS-422数据(RS-422输入信号)进行修改后，通过对外连接器输出，实现数据传输错误故障注入；在进行噪声叠加故障输入时,FPGA控制器将接收到的RS-422数据转发，不进行数据的修改处理，FPGA控制高精度DA输出产生一定幅值的数字信号作为噪声，叠加在RS-422信号输出通道上，实现噪声叠加故障注入；在进行对地阻抗叠加故障注入时，FPGA控制器将接收到的RS-422数据转发，不进行数据的修改处理，FPGA控制阻抗叠加电路叠加阻抗，实现RS-422输出正、负端对地电阻的阻抗叠加故障注入。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，其特征在于：包括CPCI总线连接器、PLX9054接口芯片、电源电路、时钟电路、配置电路、FPGA、RS-422电平转换芯片、噪声叠加电路、阻抗叠加电路、对外连接器；
所述故障注入装置通过所述CPCI总线连接器安装在CPCI总线内的工控机中；PLX9054接口芯片接在CPCI总线连接器与FPGA之间，作为FPGA与CPCI总线中上位机通信的桥梁，实现上位机对故障注入装置的控制；电源电路为故障注入装置内的电气元件提供工作电源，时钟电路为FPGA提供时钟信号，配置电路用于每次上电后对FPGA进行配置；FPGA与对外连接器之间接有两个RS-422电平转换芯片，分别处于RS-422信号输入和输出通道中，实现RS-422传输数据的电平转换；噪声叠加电路接在FPGA与RS-422信号输出通道之间，用于噪声叠加故障注入；阻抗叠加电路接在FPGA与RS-422信号输出通道之间，用于对地阻抗叠加故障注入。
2.根据权利要求1所述一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，其特征在于：在进行数据传输错误故障注入时，FPGA控制器将RS-422输入信号进行修改后，通过对外连接器输出，实现数据传输错误故障注入；在进行噪声叠加故障输入时,FPGA控制器将接收到的RS-422数据转发，不进行数据的修改处理，FPGA控制噪声叠加电路输出产生一定幅值的数字信号作为噪声，叠加在RS-422信号输出通道上，实现噪声叠加故障注入；在进行对地阻抗叠加故障注入时，FPGA控制器将接收到的RS-422数据转发，不进行数据的修改处理，FPGA控制阻抗叠加电路叠加阻抗，实现RS-422输出正、负端对地电阻的阻抗叠加故障注入。
3.根据权利要求1所述一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，其特征在于：噪声叠加电路采用DA转换芯片。
4.根据权利要求1所述一种基于CPCI总线的RS-422总线故障注入装置，其特征在于：阻抗叠加电路采用继电器控制对地阻抗通路。
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