基于PC104架構(gòu)的某系列計(jì)算機(jī)通用測試平臺(tái)

　　摘要：某系列計(jì)算機(jī)自投入使用以來，已裝備飛機(jī)上百架，形成十多個(gè)型號(hào)。由于型號(hào)多、數(shù)量大、裝各時(shí)間較長，其維護(hù)面臨很大壓力。基于PC104架構(gòu)的某系列計(jì)算機(jī)通用測試平臺(tái)，以PC104為處理單元，采用Windows XP操作系統(tǒng)，利用硬件和軟件資源對(duì)測試平臺(tái)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了體系內(nèi)所有型號(hào)計(jì)算機(jī)的綜合檢測和故障診斷，提高了維護(hù)的效率。

　　0 引言

　　某系列計(jì)算機(jī)應(yīng)用于飛機(jī)的綜合顯示系統(tǒng)，自投入使用以來，已形成十多個(gè)型號(hào)，裝備飛機(jī)上百架。由于型號(hào)多、數(shù)量大、且裝備時(shí)間較長，產(chǎn)品的故障率逐年上升，維護(hù)面臨很大壓力。同時(shí)由于該系列計(jì)算機(jī)的功能較為復(fù)雜，通用的檢測儀器無法對(duì)其進(jìn)行全面的檢測，而現(xiàn)有的專用測試設(shè)備僅能對(duì)系列中的一種或幾種型號(hào)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢測，導(dǎo)致目前裝備的專用檢測設(shè)備也有多種型號(hào)，不利于產(chǎn)品的維護(hù)。因此設(shè)計(jì)一種通用的測試平臺(tái)，能夠?qū)ο盗兄兴行吞?hào)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢測，提高產(chǎn)品的維護(hù)效率顯得尤為重要。

　　PC104總線是國際上最早的嵌入式計(jì)算機(jī)總線標(biāo)準(zhǔn)，是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線，在硬件與軟件上與標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)式PC／AT體系結(jié)構(gòu)完全兼容，是一種優(yōu)化的、小型、堆棧式結(jié)構(gòu)的嵌入式總線規(guī)范。按照該總線標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的PC104工控機(jī)為嵌入式應(yīng)用提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)平臺(tái)，該平臺(tái)的硬件體系結(jié)構(gòu)和軟件開發(fā)與IBM PC機(jī)完全兼容，開發(fā)、維護(hù)和擴(kuò)展都非常方便。開發(fā)人員可以將主要精力放在軟件和接口的設(shè)計(jì)上，配以不同功能的模塊，可以靈活地搭配組合為功能不同的監(jiān)控裝置。
某系列計(jì)算機(jī)通用檢測平臺(tái)(以下簡稱通用檢測平臺(tái))，采用了以PC104構(gòu)架組成的處理單元，配置硬盤、電源、控制器、I／O等模塊，使用Windows XP操作系統(tǒng)，占用較少的系統(tǒng)資源，取得了較快的處理速度和較高的可靠性，能夠完成對(duì)系列內(nèi)所有型號(hào)計(jì)算機(jī)的檢測，同時(shí)具有人機(jī)交互簡單、顯示直觀等特點(diǎn)。

　　1 任務(wù)與功能需求

　　通用檢測平臺(tái)通過對(duì)被測計(jì)算機(jī)的外部接口的檢測，驗(yàn)證產(chǎn)品的功能是否正常，為產(chǎn)品的二線檢測提供支持。在綜合分析某系列計(jì)算機(jī)所有型號(hào)產(chǎn)品的外部接口，并考慮通用檢測平臺(tái)自身擴(kuò)展和維護(hù)的情況下，對(duì)通用檢測平臺(tái)的功能提出如下需求：

(1)能夠采集一路低電壓差分信號(hào)(LVDS視頻信號(hào)、18位、分辨率640×480)；
(2)提供1路ARINC429輸出通道，波特率12．5～100kb／s可調(diào)；
(3)提供1路RS422輸入／輸出通道，波特率19200bps／38400bps／460．8kbps可調(diào)；
(4)通用檢測平臺(tái)應(yīng)具有自檢測功能；
(5)通用檢測平臺(tái)提供被測產(chǎn)品的供電電源，+28VDC，功率不超過100W。

　　2 硬件設(shè)計(jì)

　　通用檢測平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)以功能模塊為基本組件，包括CPU模塊、硬盤模塊、ARINC429模塊、RS422模塊、控制模塊等。這些模塊通過PC104總線連接，并利用標(biāo)準(zhǔn)的固定孔進(jìn)行固定，形成棧式的緊湊結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)模塊之間任意搭接和系統(tǒng)功能的擴(kuò)充。這種棧接式結(jié)構(gòu)有利于設(shè)計(jì)較高密度、小體積、便攜式的測試平臺(tái)。通用檢測平臺(tái)的棧接式實(shí)物外型結(jié)構(gòu)如圖1所示，其硬件電路的邏輯框圖如圖2所示。