嵌入式系統(tǒng)在軍用電子設備故障診斷中的應用
1.引言 某電子設備結構復雜,復合功能強,每個組合包含幾塊到幾十塊電路板,其中有模擬電路,也有數(shù)字電路,還有模擬、數(shù)字混合電路。其電路板大量采用集成器件和多層結構,維修空間小,檢測維修難度大,并且精度要求高,技術新,系統(tǒng)維護對專業(yè)配套檢測維修設備的依賴性強,對維修人員要求高。建立對電子裝備及時進行故障診斷的系統(tǒng),對于提高武器裝備的戰(zhàn)斗力,降低使用維護費用等均具有重大意義。據(jù)統(tǒng)計,在海灣戰(zhàn)爭中美國采用先進的診斷技術將武器裝備的故障診斷效率提高了30%左右,而武器裝備在壽命周期內(nèi)的各種維修技術保障費用則至少可以節(jié)?。玻埃?。為實現(xiàn)對故障診斷的實用、高效、低成本的目標,將arm嵌入式系統(tǒng)應用到電子設備故障診斷領域,以達到診斷系統(tǒng)的實用性、結構緊湊性和智能性?! 。螅幔恚螅酰睿纭」就瞥龅模保叮常病∥唬颍椋螅恪√幚砥鳎螅常悖矗矗猓埃槭殖衷O備和一般類型應用提供了高性價比和高性能的微控制器解決方案。s3c44b0x 采用了arm7tdmi 內(nèi)核,0.25um 工藝的cmos 標準宏單元和存儲編譯器。它的低功耗精簡和出色的全靜態(tài)設計特別適用于對成本和功耗敏感的應用。同樣s3c44b0x還采用了一種新的總線結構,即sambaii(三星arm cpu 嵌入式微處理器總線結構)。s3c44b0x的杰出特性是它的cpu核,是由arm公司設計的16/32 位arm7tdmi?。颍椋螅闾幚砥鳎ǎ叮叮恚瑁?。arm7tdmi 體系結構的特點是它集成了thumb 代碼壓縮器,片上的ice斷點調(diào)試支持,和一個32 位的硬件乘法器。s3c44b0x 通過提供全面的、通用的片上外設,大大減少了系統(tǒng)電路中除處理器以外的元器件配置,從而最小化系統(tǒng)的成本。 ?。玻娪秒娮友b備故障診斷特點分析 一般來說軍用電子裝備產(chǎn)品有以下一些特點: (1) 電路模塊大多為專用電路,通用性差,種類多,型號多,生產(chǎn)數(shù)量少,即使個別型號生產(chǎn)數(shù)量略多,但相比商用產(chǎn)品生產(chǎn)還是少數(shù),形不成批量生產(chǎn)?! 。ǎ玻≡O計資料齊全,包括設計原理,設計圖樣,各種技術報告,分析報告,試驗數(shù)據(jù)等; (3) 由于使用環(huán)境惡劣,變化大,所以軍用電子裝備要滿足各種國軍標(gjb)所規(guī)定的比較苛刻的環(huán)境試驗和性能考驗,因此各種試驗項目齊全,測試結果多; (4) 可靠性要求高; ?。ǎ担∈褂秒娮釉O備的不是設計人員,對裝備只有定性的了解; ?。ǎ叮∮捎诃h(huán)境復雜,生產(chǎn)批量少,使用要求高,技術難度大,保密性要求高,相應的造成軍用電子裝備的研制周期長,所需經(jīng)費大?! 〕松鲜鎏攸c外,我們所研究的電子裝備的故障智能診斷系統(tǒng)還具有以下特點: ?。ǎ保?shù)據(jù)種類多,有直流電源、交流電源、數(shù)字信號、模擬信號、中頻信號、高壓信號、開關信號等; ?。ǎ玻?shù)據(jù)量大,有的組合有幾十種甚至上百個輸入、輸出信號,大量的數(shù)據(jù)需要保存和處理; ?。ǎ常?shù)據(jù)管理任務繁重,數(shù)據(jù)的接受、處理、保存、報警、診斷、維護、顯示、查詢等非常頻繁; (4)系統(tǒng)的故障診斷需要較快的速度,而且對數(shù)據(jù)要求有較高的可靠性,因此系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的訪問必須快速、準確?! ∧壳埃诠收显\斷領域廣泛使用的診斷系統(tǒng)有8/16位單片機系統(tǒng)和工業(yè)pc系統(tǒng)。arm內(nèi)核處理器具有高性能、低功耗、低成本、低開發(fā)難度等一系列優(yōu)點,是測控系統(tǒng)由8位機升級到32位機的理想選擇。此外,在滿足診斷技術要求的基礎上,系統(tǒng)成本僅為相近功能的pc系統(tǒng)的1/3,而且系統(tǒng)元件集成度高,即可以把目前的電荷放大器等元件通過信號整定電路集成到一塊pcb板上。由對比分析可見,與現(xiàn)有診斷系統(tǒng)相比,arm系統(tǒng)具有較高的性價比