車(chē)載計算機主板測試系統設計

摘要：針對當前車(chē)載計算機主板的故障測試問(wèn)題，設計了一個(gè)基于DSP控制的車(chē)載計算機主板檢測系統。該系統通過(guò)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(guò)設計外圍模塊的仿真測試板及測試程序來(lái)檢測主板外圍模塊的功能；最后的檢測結果通過(guò)維修檢測經(jīng)驗數據庫給出輔助維修建議，也可通過(guò)無(wú)線(xiàn)數據傳輸獲取遠程的專(zhuān)家維修指導。應用結果表明：該檢測系統能檢測主板的常見(jiàn)故障，顯示主板的故障位置，并根據維修建議便于實(shí)際維修，較好地解決了該類(lèi)主板的檢測維修問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：車(chē)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(zhù)電子技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、控制技術(shù)等的迅速發(fā)展，裝甲車(chē)輛內部的信息設備越來(lái)越多，大大提升了武器裝備的作戰效能。許多控制器設備、信息終端設備等都配備有微型化的車(chē)載計算機主板，通過(guò)信號采集、處理與控制輸出，完成車(chē)內各類(lèi)信息的融合、綜合處理與信息顯示。由于該類(lèi)主板的復雜性和諸如現有檢測工具等方面的限制，目前還沒(méi)有一種通用的檢測診斷系統，已經(jīng)成了制約武器裝備總體保障能力提高的一個(gè)重要因素。從應用情況看，該類(lèi)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(wú)法維修，采用換板的方式解決，其實(shí)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(chē)載計算機主板的故障診斷及維修，本文針對某型戰車(chē)的CPU主板的檢測提出了一種實(shí)現方案，能檢測出主板的故障位置，根據專(zhuān)家經(jīng)驗數據提供輔助維修決策，便于裝備維修人員直觀(guān)、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
某型戰車(chē)被測計算機主板的信號具有如下特征：
(1)車(chē)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(xiàn)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，因而可充分利用現有的測試方法，簡(jiǎn)化測試系統的設計。
(2)作戰程序存儲在FLASH存儲器內，運行時(shí)加載到內存中。因此測試用戶(hù)不能加載外部測試程序到系統中。
(3)車(chē)載計算機主板的核心模塊為專(zhuān)用型、集成度高，測試用戶(hù)不能進(jìn)行各種手動(dòng)和自動(dòng)測試。但通過(guò)分析，在系統加電時(shí)，進(jìn)行上電自檢，可以通過(guò)讀取自檢結果來(lái)判斷功能是否正常。
1．2 測試步驟設計
通過(guò)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
根據上面的分析，設計一接口電路讀取主板自檢的結果，以此來(lái)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(xiàn)等。對這部分的測試需要增加輔助電路，可針對某一類(lèi)接口設計專(zhuān)用的測試板，這些測試板模擬接口信號與主板交互，通過(guò)一組測試用例完成外圍模塊的測試。
(3)收集測試數據
設計一控制器收集測試結果，通過(guò)串口把數據傳送給PC機，或者通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳送到遠端的服務(wù)器。
(4)維修策略指導與顯示
通過(guò)測試結果的處理，根據專(zhuān)家的經(jīng)驗，在PC中顯示對被測主板的維修指導。

2 系統硬件模塊設計
由以上的分析步驟，設計系統框圖如圖1所示。整個(gè)測試系統的硬件模塊由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(wú)線(xiàn)傳輸模塊及PC機結果顯示。

由圖1所示測試系統框圖，需從軟件和硬件協(xié)同設計，主要設計過(guò)程如下幾步。
2．1 DSP控制模塊設計
控制模塊完成整個(gè)測試系統的控制，包括：主板核心模塊測試啟動(dòng)與數據采集；各外圍模塊仿真測試板的測試控制與數據采集。檢測結果通過(guò)RS 232總線(xiàn)傳送到PC機或檢測結果通過(guò)無(wú)線(xiàn)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(chē)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(gè)I／O端口、中斷、串口、A／D等模塊供用戶(hù)操作，能夠輕易實(shí)現系統中的數據的采集以及與PC機之間的有線(xiàn)(RS 232)或無(wú)線(xiàn)通信。