Материал: Методы и средства испытаний электронных систем. Никитин Л.Н

комплексов с централизованной структурой, которая считает быстродействие специализированного управляющего процессора с универсальностью ЭВМ общего назначения.

Поскольку состав технических средств АСК в какой-то мере определяет и другие средства системы, то в начале рассмотрим технические средства. Они должны содержать: мини- и макро ЭВМ; накопители информации, устройства ввода-вывода и документирования; устройства оперативного взаимодействия; интерфейсы (т.е. устройства для согласования и сопряжения различных аппаратных средств); аналого-цифровые преобразователи; датчики; контрольно-измерительные и метрологические средства; испытательные камеры; контактно-коммутирующие устройства.

Функционально заключительные элементы АСК, имеющие одинаковый интерфейс ввода-выхода, называется модулями. При наличии типовых модулей разного назначения АСК может быть составлена из них полностью или частично. Все модули можно разделить на управляющие, интерфейсные и обрабатывающие.

Многопроцессорная структура АСК реализует функцию управления контрольно-испытательным оборудованием (в реальном масштабе времени) и функцию обработки данных.

Требования к техническому обеспечению АСК сводятся к следующим:

-комплекс технических средств АСК должен быть достаточным для реализации всех функций, установленных в техническом задании на систему;

-в комплекс технического обеспечения АСК должны входить аппаратные средства, необходимые для наладки и проверки работоспособности технических средств, и запасные приборы;

-технические средства АСК должны иметь срок службы не менее 6 лет, а их технические характеристики должны обеспечивать взаимозаменяемость одноименных средств без изменений и регулировки остальных;

-структура и характеристики технических средств АСК должны обеспечивать возможность модернизации, максимальное использование изделий государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации;

-техническое обеспечение АСК должно быть надежным, устойчивым к внешним взаимодействиям, нестабильностям

96

источников питания и создавать минимальный уровень промышленных помех.

Средства всех технических средств АСК можно разделить на 5

текстового статистического и функционального контроля, проверки монтажа и т.д.);

-средства управления, обработки и преобразования данных (ЭВМ, накопители на магнитной ленте (НМЛ) и накопители на магнитных дисках (НМД), устройства связи (интерфейсы), цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи;

-средства оперативного взаимодействия инженера-испытателя РЭА с системой;

-средства ввода-вывода информации на машинные носители. Автоматизация производится как на базе встроенных в

испытательное оборудование микропроцессорных средств вычислительной техники (МСВТ), так и с использованием ЭВМ различного класса (мини-, макро ЭВМ, универсальных ЭВМ и т.д.). Развитие автоматического испытательного оборудования тесно связано с включением в их состав МСВТ, при этом контрольноиспытательное оборудование создается с применением:

специализированных приборов и распределенных вычислителей;

распределенных приборов и центрального вычислителя; универсальных приборов и распределенных вычислителей.

Специализированное оборудование разрабатывается под конкретные виды изделий РЭА. Оно включает в себя программируемые источники питания и входные генераторы, устройства крепления и коммутации изделий, устройства автоматизированного поддержания режимов контроля и испытаний и значений параметров, устройства защиты от превышения электрических и тепловых нагрузок, устройства вывода информации о параметрах испытательного режима и изделий. Такое оборудование имеет высокий уровень автоматизации и может работать как автономно, так и в составе АСК (при подключении через стандартный интерфейс). Основные преимущества специализированного оборудования: высокая

97

эффективность по сравнению с типовым (в среднем в 2 - б раз), повышение производительности труда в 3 - 4 раза; снижение материалоемкости в 7 - 8 раз и энергопотребления в 6 - 7 раз сокращение численности обслуживающего персонала. Именно специализация повышает уровень автоматизации. На основе специализированного испытательного оборудования применительно к конкретному производству на предприятии формируются на принципах иерархического управления комплексные базовые, испытательные участки и высокоавтоматизированные типовые контрольно-испытательные лаборатории.

Однако увеличение номенклатуры изделий вызывает увеличение объема работ по созданию специализированного оборудования. Избежать этих трудностей помогает применение модульно-агрегатированного принципа.

Более перспективным является направление, связанное с созданием универсального оборудования и распределением вычислительных средств. Одним из основных задач применения МСВТ является создание средств сопряжения устройств и обеспечение совместимости программных средств различных моделей микро- и мини ЭВМ, преемственности программных средств ЭВМ и возможности его наращивания.

Анализ требований к новому поколению контрольноиспытательного оборудования для АСК с распределенными вычислителями позволяет выделить необходимые функциональные блоки встраиваемых МСВТ (рис. 27).

98

Рис. 27. Структурная схема встраиваемого микропроцессорного комплекса: УС – устройство сопряжения; УСО– устройство связи с модулями; ВМК– встраиваемый микроконтроллер; УМК– управляющий микропроцессорный комплекс; ОЗУ – оперативно запоминающее устройство; ППЗУ – программно постоянно запоминающее устройство; МИУ-1 – модуль испытательных установок; УВ – устройство управления; К1 – согласующие устройства; КК1 – дополнительный каркас; СП – специализированный пульт; УСО – устройство сопряжения; МАВ – модуль аналогового ввода

Анализируя структурную схему встраиваемого микропроцессорного устройства в испытательное оборудование, можно выделить необходимые функциональные блоки автоматизации. К ним относятся (рис. 27): устройство сопряжения (УС) микро ЭВМ с системной магистралью, устройство связи с модулями (УСО) испытательных установок, модуль аналогового ввода, а также дополнительные устройства управления периферийными терминалами, необходимые для отладки встраиваемых микропроцессоров. Специально, встраиваемый микроконтроллер (ВМК) с устройствами сопряжения представляет собой управляющий микропроцессорный комплекс (УМК), решающий задачи испытательного уровня в испытываемом оборудовании.

Встраиваемый УМК может быть создан на базе микро ЭВМ, являющийся основой встраиваемого ВМК, в который входят оперативно запоминающее устройство (ОЗУ), перепрограммируемое

99

постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), согласующие устройства К1 и К2 для сопряжения дополнительных каркасов (КК1 и КК2), обеспечивающих подключение дополнительных модулей к

дополнительное подключение устройства управления (УВ1) для терминала. Для подключения к ВМК модулей испытательных установок (МИУ1 - МИУ4) используется устройство сопряжения (УС)1 -УС04); подключение специализированного пульта (СП) установки осуществляется модулем аналогового ввода (МАВ); системная магистраль сопрягается с каналом микро ЭВМ через УС. Подключение специализированного пульта оператора установки осуществляется модулем аналогового ввода. За счет этого испытательная установка может работать автономно и в составе АКИ.

Связь устройств программного управления с установками контроля и измерений осуществляется с помощью интерфейсов (ГОСТ 26.016-83),с.е. согласующей части, расположенной между устройствами системы или частями одного устройства, через которую проходит обмен информацией.

В системах контроля и испытаний РЭС применяются как стандартные, так и специализированные интерфейсы. Наибольшее распространение получил интерфейс для измерительных систем (приборный интерфейс, ГОСТ 26.003-80, и интерфейс стандартов КАМАК, ГОСТ 26.201-80). Стандарт на приборный интерфейс устанавливает основные требования к обмену цифровой информацией. Соединение устройств между собой согласно одному стандарту должно осуществляться через многопроводный магистральный канал общего пользования. Изображенная на рисунке 28 схема канала включает в себя три шины: информационную (объединяет 8 линий), синхронизации и управления. Число устройств, подсоединяемых к каналу, не более 15, максимальная скорость передачи информации 1 Мбайт/с. Логические уровни сигналов выбраны из расчета применения интегральных ТТЛ-схем

100