車載計算機主板測試系統(tǒng)設計

摘要：針對當前車載計算機主板的故障測試問題，設計了一個基于DSP控制的車載計算機主板檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采集BIOS上電自檢的結果獲取故障代碼，以此判斷主板核心部件的好壞；通過設計外圍模塊的仿真測試板及測試程序來檢測主板外圍模塊的功能；最后的檢測結果通過維修檢測經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫給出輔助維修建議，也可通過無線數(shù)據(jù)傳輸獲取遠程的專家維修指導。應用結果表明：該檢測系統(tǒng)能檢測主板的常見故障，顯示主板的故障位置，并根據(jù)維修建議便于實際維修，較好地解決了該類主板的檢測維修問題。
關鍵詞：車載計算機板；外圍接口模塊；上電自檢；仿真測試板

0 引言
隨著電子技術、嵌入式計算技術、控制技術等的迅速發(fā)展，裝甲車輛內部的信息設備越來越多，大大提升了武器裝備的作戰(zhàn)效能。許多控制器設備、信息終端設備等都配備有微型化的車載計算機主板，通過信號采集、處理與控制輸出，完成車內各類信息的融合、綜合處理與信息顯示。由于該類主板的復雜性和諸如現(xiàn)有檢測工具等方面的限制，目前還沒有一種通用的檢測診斷系統(tǒng)，已經(jīng)成了制約武器裝備總體保障能力提高的一個重要因素。從應用情況看，該類主板集成度高、具有較高的可靠性，但一旦發(fā)生故障，往往無法維修，采用換板的方式解決，其實大部分主板故障并不嚴重，只要稍加維修就可以正常使用。為了便于裝甲車載計算機主板的故障診斷及維修，本文針對某型戰(zhàn)車的CPU主板的檢測提出了一種實現(xiàn)方案，能檢測出主板的故障位置，根據(jù)專家經(jīng)驗數(shù)據(jù)提供輔助維修決策，便于裝備維修人員直觀、準確地定位并排除故障。

1 測試分析
1．1 被測主板信號分析
某型戰(zhàn)車被測計算機主板的信號具有如下特征：
(1)車載計算機主板集成了Intel CPU、內存、南橋、北橋等，外圍設計有A／D、D／A、CF卡、存儲器、串口、USB口、I／O口、PCI總線接口以及顯示接口等電路。這些電路的信號特征與通用PC機主板的基本構成相似，因而可充分利用現(xiàn)有的測試方法，簡化測試系統(tǒng)的設計。
(2)作戰(zhàn)程序存儲在FLASH存儲器內，運行時加載到內存中。因此測試用戶不能加載外部測試程序到系統(tǒng)中。
(3)車載計算機主板的核心模塊為專用型、集成度高，測試用戶不能進行各種手動和自動測試。但通過分析，在系統(tǒng)加電時，進行上電自檢，可以通過讀取自檢結果來判斷功能是否正常。
1．2 測試步驟設計
通過對被測主板的分析，把被測主板的測試分成兩部分，即對主板核心模塊的測試和對外圍模塊的測試，構造如下的測試步驟。
(1)測試主板核心模塊
根據(jù)上面的分析，設計一接口電路讀取主板自檢的結果，以此來判斷主板功能的好壞。
(2)測試外圍模塊
外圍模塊主要是I／O接口、顯示及總線等。對這部分的測試需要增加輔助電路，可針對某一類接口設計專用的測試板，這些測試板模擬接口信號與主板交互，通過一組測試用例完成外圍模塊的測試。
(3)收集測試數(shù)據(jù)
設計一控制器收集測試結果，通過串口把數(shù)據(jù)傳送給PC機，或者通過無線傳送到遠端的服務器。
(4)維修策略指導與顯示
通過測試結果的處理，根據(jù)專家的經(jīng)驗，在PC中顯示對被測主板的維修指導。

2 系統(tǒng)硬件模塊設計
由以上的分析步驟，設計系統(tǒng)框圖如圖1所示。整個測試系統(tǒng)的硬件模塊由4部分組成：DSP控制模塊；主板核心部件測試模塊；外圍接口部件測試模塊；無線傳輸模塊及PC機結果顯示。

由圖1所示測試系統(tǒng)框圖，需從軟件和硬件協(xié)同設計，主要設計過程如下幾步。
2．1 DSP控制模塊設計
控制模塊完成整個測試系統(tǒng)的控制，包括：主板核心模塊測試啟動與數(shù)據(jù)采集；各外圍模塊仿真測試板的測試控制與數(shù)據(jù)采集。檢測結果通過RS 232總線傳送到PC機或檢測結果通過無線模塊發(fā)送到遠程終端。
控制模塊以TMS320F2812控制器為核心，由于車載計算機運算速度快，捕獲它的控制信號需要高速的DSP控制器。
DSP集成有多個I／O端口、中斷、串口、A／D等模塊供用戶操作，能夠輕易實現(xiàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的采集以及與PC機之間的有線(RS 232)或無線通信。