嵌入式系统在军用电子设备故障诊断中的应用

１．引言　　某电子设备结构复杂，复合功能强，每个组合包含几块到几十块电路板，其中有模拟电路，也有数字电路，还有模拟、数字混合电路。其电路板大量采用集成器件和多层结构，维修空间小，检测维修难度大，并且精度要求高，技术新，系统维护对专业配套检测维修设备的依赖性强，对维修人员要求高。建立对电子装备及时进行故障诊断的系统，对于提高武器装备的战斗力，降低使用维护费用等均具有重大意义。据统计，在海湾战争中美国采用先进的诊断技术将武器装备的故障诊断效率提高了３０％左右，而武器装备在寿命周期内的各种维修技术保障费用则至少可以节省２０％。为实现对故障诊断的实用、高效、低成本的目标，将ａｒｍ嵌入式系统应用到电子设备故障诊断领域，以达到诊断系统的实用性、结构紧凑性和智能性。　　ｓａｍｓｕｎｇ　公司推出的１６／３２　位ｒｉｓｃ　处理器ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ　为手持设备和一般类型应用提供了高性价比和高性能的微控制器解决方案。ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ　采用了ａｒｍ７ｔｄｍｉ　内核，０．２５ｕｍ　工艺的ｃｍｏｓ　标准宏单元和存储编译器。它的低功耗精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。同样ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ还采用了一种新的总线结构，即ｓａｍｂａｉｉ（三星ａｒｍ　ｃｐｕ　嵌入式微处理器总线结构）。ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ的杰出特性是它的ｃｐｕ核，是由ａｒｍ公司设计的１６／３２　位ａｒｍ７ｔｄｍｉ　ｒｉｓｃ处理器（６６ｍｈｚ）。ａｒｍ７ｔｄｍｉ　体系结构的特点是它集成了ｔｈｕｍｂ　代码压缩器，片上的ｉｃｅ断点调试支持，和一个３２　位的硬件乘法器。ｓ３ｃ４４ｂ０ｘ　通过提供全面的、通用的片上外设，大大减少了系统电路中除处理器以外的元器件配置，从而最小化系统的成本。　　２．军用电子装备故障诊断特点分析　　一般来说军用电子装备产品有以下一些特点：　　（１）　电路模块大多为专用电路，通用性差，种类多，型号多，生产数量少，即使个别型号生产数量略多，但相比商用产品生产还是少数，形不成批量生产。　　（２）　设计资料齐全，包括设计原理，设计图样，各种技术报告，分析报告，试验数据等；　　（３）　由于使用环境恶劣，变化大，所以军用电子装备要满足各种国军标（ｇｊｂ）所规定的比较苛刻的环境试验和性能考验，因此各种试验项目齐全，测试结果多；　　（４）　可靠性要求高；　　（５）　使用电子设备的不是设计人员，对装备只有定性的了解；　　（６）　由于环境复杂，生产批量少，使用要求高，技术难度大，保密性要求高，相应的造成军用电子装备的研制周期长，所需经费大。　　除了上述特点外，我们所研究的电子装备的故障智能诊断系统还具有以下特点：　　（１）数据种类多，有直流电源、交流电源、数字信号、模拟信号、中频信号、高压信号、开关信号等；　　（２）数据量大，有的组合有几十种甚至上百个输入、输出信号，大量的数据需要保存和处理；　　（３）数据管理任务繁重，数据的接受、处理、保存、报警、诊断、维护、显示、查询等非常频繁；　　（４）系统的故障诊断需要较快的速度，而且对数据要求有较高的可靠性，因此系统对数据的访问必须快速、准确。　　目前，在故障诊断领域广泛使用的诊断系统有８／１６位单片机系统和工业ｐｃ系统。ａｒｍ内核处理器具有高性能、低功耗、低成本、低开发难度等一系列优点，是测控系统由８位机升级到３２位机的理想选择。此外，在满足诊断技术要求的基础上，系统成本仅为相近功能的ｐｃ系统的１／３，而且系统元件集成度高，即可以把目前的电荷放大器等元件通过信号整定电路集成到一块ｐｃｂ板上。由对比分析可见，与现有诊断系统相比，ａｒｍ系统具有较高的性价比