[发明专利]基于IO信号故障仿真的航电自检测验证设备及其验证方法

权利要求书

1.一种基于IO信号故障仿真的航电自检测验证设备，包含位于航电设备外部的验证主机和位于航电设备内部的故障仿真模块，其特征在于：

所述验证主机用于外部IO故障仿真，包含控制计算机、自检测监测接口、仿真故障资源板卡、验证测试接口以及输入输出设备；

所述控制计算机运行验证程序，通过自检测监测接口获取航电设备的自检测信息，验证航电设备自检测结果是否准确；

所述仿真故障资源板卡根据控制计算机的指令将航电设备运行环境和外部故障仿真资源分配到验证测试接口上，通过测试验证电缆与航电设备的外部接口连接；

所述自检测监测接口通过验证测试接口、测试验证电缆获取航电设备输出的各项自检测数据信息；

所述故障仿真模块用于内部IO故障仿真，嵌入在航电设备内部被仿模块与设备母板间的升板上，包含SOC和FPGA，FPGA中包含控制寄存器、信号转换阵列，SOC通过串行通信口与验证主机通信，按控制计算机的命令，写入控制寄存器的控制字，控制FPGA中的信号转换阵列，并在被仿模块断开条件下，插入预定的故障信号，实现板间IO信号故障仿真。

2.根据权利要求1所述的航电自检测验证设备，其特征在于所述验证主机的平台选用PXI总线平台。

3.根据权利要求1所述的航电自检测验证设备，其特征在于所述仿真故障资源板卡包含：

GJB289A总线接口模块：仿真GJB289A总线信号故障，包含通信错误：非法的命令或数据，协议错误；

ARINC429总线接口模块：仿真ARINC429总线信号故障，包含通信错误：非法的命令或数据，协议错误；

HDLC通信接口模块：仿真HDLC信号故障，包含通信错误：非法的命令或数据，协议错误；

RS422/485总线接口模块：仿真RS422/485总线信号故障，包含通信错误：非法的命令或数据，协议错误；

模拟信号输出模块：仿真模拟信号故障，包含信号电平超限；

开关量输出模块：仿真开关量信号故障，包括断开/短路；

多功能数据采集模块、视频信号输出模块、模拟视频采集模块、数字视频采集模块：仿真视频信号故障。

4.根据权利要求1所述的航电自检测验证设备，其特征在于所述自检测监测接口包含16位的数字离散量输入接口和2通道的异步串行通信接口。

5.根据权利要求1所述的航电自检测验证设备，其特征在于所述故障仿真模块通过2个边缘连接器搭载在被仿模块与航电设备母板间的升板上。

6.根据权利要求1所述的航电自检测验证设备，所述信号转换阵列有4种输入根据控制寄存器的控制字选通1路作为输出，实现模块间IO信号故障仿真；

所述4种输入为1）NORM：接通原始信号，此时为正常信号状态；

1)VCC：接通VCC，仿真该信号线死锁在逻辑“1”的故障状态；

2)GND：接通GND，仿真该信号线死锁在逻辑“0”的故障状态；

3)ARB：接通片内信号发生器或外部扩展信号，仿真该信号线错误状态。

7.根据权利要求1所述的航电自检测验证设备，其特征在于所述FPGA中还包含信号发生器，所述信号发生器根据控制寄存器的控制字提供以下两种形式的故障信号：

1）错误序列：根据SOC写入信号发生器的错误序列以及控制寄存器中的设定参数，按设定的时钟频率和间隔循环发送；

2）噪声：采用伪随机序列电路产生白噪声。

8.根据权利要求1所述的航电自检测验证设备，其特征在于所述故障仿真模块还包含继电器，使向模块供电的主电源电压可在正常与欠压两种情况间切换，辅电源可在正常与断开两种情况间切换，仿真电源故障。

9.根据权利要求1-8所述的航电自检测验证设备的验证方法，包含以下步骤：

a）启动IO信号故障防真器与航电设备；

b）控制航电设备进入工作模式；

c）验证主机提供航电设备正常运行的所需的外部信号环境；

d）验证主机仿真航电设备外部信号及交连状态的故障，实现外部故障注入；

e）故障防真模块仿真航电设备内部模块间信号及交连状态的故障，实现内部故障注入；

f）自检测监测接口读取航电设备的自检测信息；

g）控制计算机实时监测航电设备输出的自检测数据或自检测标识变化，经比较确认输出结果是否准确以判断航电设备的自检测设计是否达到预定的要求。