无线电电子设备的混合扫描装置和方法与流程

无线电电子设备的混合扫描装置和方法
1.这组发明应归功于包括可更换功能单元的复杂机器的无线电电子设备(ree)的自动控制和诊断工具；更具体地说，这应归功于控制ree可操作性和诊断其故障的装置和方法。
2.本发明可用于基于可编程逻辑集成电路或微处理器来诊断技术系统(例如ree)的复杂度变化的状况，使得其操作算法由于可编程元件的高信息容量而是复杂的，或者部分地对用户隐藏。
3.为了控制ree可操作性并诊断其故障，存在各种类型的技术装置和方法，其基于数字计算工具、数字计量仪器、可编程测试输入源的应用并且实施自动化方法，从而控制ree可操作性和诊断其故障[3]。
[0004]
ree控制和故障诊断的自动化复合体存在，包括同步单元、测试生成单元、匹配单元和控制计算机；后者通过其输入和输出与匹配单元的输出和输入连接；匹配单元安装在控制计算机的系统总线的空闲插槽上；配电盘也是可用的，其输出群组和输入群组分别是用于连接到机器的自动控制和诊断复合体的输出群组和输入群组；测试生成单元的第一输出连接到配电盘的第一输入；同步单元的第一输出连接到测试生成单元的同步输入；该复合体的独特之处在于，它还包含逻辑分析仪、特征分析仪、数字示波器单元、可编程电源单元、可编程特殊形状信号发生器单元和本地数据交换总线(其连接匹配单元与测试生成单元、逻辑分析仪、特征分析仪、数字示波器单元、同步单元、可编程电源单元、可编程特殊形状信号发生器单元和配电盘；同步单元的第二、第三、第四和第五输出分别与特征分析仪、数字示波器单元、逻辑分析仪和可编程电源单元的同步输出连接；可编程电源单元的第一输出连接到配电盘的第二输入；配电盘的第三输入连接到可编程特殊形状信号发生器单元的输出；配电盘的输出连接到逻辑分析仪的第一输入；逻辑分析仪的第二输入和特征分析仪与数字示波器单元的输入是用于连接到机器的自动控制和诊断复合体的相应输入；测试生成单元和可编程电源单元的输出是用于连接到机器的自动控制和诊断复合体的相应输出，并且控制计算机的信息输出是复合体的输出；此外，配电盘包括用于将复合体连接到机器的输入群组和输出群组，并且它还包括分别与测试生成单元、可编程电源单元、可编程序特殊形状信号发生器单元的输出连接的附加输入，并且它还包括与逻辑分析仪的输入连接的单独输出，用于将测量到的响应信号从机器的输出传输到逻辑分析仪的输入；当复合体处于内置控制模式时，配电盘用于将测量单元的输入一个接一个地直接连接到各单元的输出，以根据来自控制计算机的指令生成适当的刺激，或者当复合体处于控制和诊断模式时，配电盘用于将机器适当地连接到刺激源的输出和逻辑分析仪的输入；复合体的控制计算机用于存储用于复合体操作的数据库和软件，根据机器类型从数据库中检索控制软件(包括参考测试)，根据指定程序安排复合体中每个部件的操作，将测试记录到测试生成单元的缓冲存储器中，控制来自测试生成单元的测试信号的输出，控制用于控制模拟和模拟数字电路的特殊形状信号的参数的设定，根据程序控制测试信号的输出、响应信号的参数的测量值以及响应信号与参考信号的比较，记录每个步骤中的比较结果，分析每个步骤的参考信号与响应信号的比较结果，生成积极控制结果消息，发送描述机器的故障和故障诊断需求
的消息，根据诊断程序输出指令以用于将特征分析仪、逻辑分析仪和数字示波器的探针连接到电路的相关中间点，分析通过特征分析仪、逻辑分析仪和数字示波器获得的信号的参数以便识别故障并发送详细说明以分析机器的电路内的其他部分，根据内置控制程序控制复合体内的测量单元(数字示波器、逻辑分析仪和特征分析仪)的输入通过开关逐一地连接到刺激生成单元(测试生成单元、可编程特殊形状信号发生器单元、可编程电源单元)的输出的顺序；逻辑分析仪在其输出处设置有一组“逻辑0”和“逻辑1”比较器，并应该用于将其输入电路连接到配电盘输出并通过配电盘连接到机器的输出，通过配电盘接收从机器的输出到输入电路的响应信号(其中响应信号的电平可以是“逻辑0”或“逻辑1”)，将来自机器的响应输出信号识别为0或1，将这些值记录到逻辑分析仪的输出寄存器中的相关位中，为应用于机器的输入测试生成响应代码，并且提供与由同步单元控制的测试生成单元同步的操作。[2]
[0005]
该复合体在操作中的缺点包括其应用范围有限，如果产品的操作算法由产品的可编程部件(例如fpga或微处理器)控制则无法生成测试，并且因此，该算法可能是复杂的或被隐藏，使得不可能找到用于刺激生成单元的结构和操作算法的开发的输入信号组合。产品的可编程元件，如fpga或微处理器，有大量的输出，并且对许多输出的访问可能很复杂；这些因素限制了使用特征分析仪、逻辑分析仪和数字示波器通过内部点进行的控制。
[0006]
诊断测试的生成方法存在，其基于输入测试信号(具有特定信号参数组合、以及与待诊断的适当类型的实际产品的正常操作期间输入信号的应用相对应的输入信号的特定应用顺序)组合的生成，并且还基于对每个输入测试信号组合的输出信号组合的参数的识别，该方法的显著特征如下：基于对相关类型产品的内部部件的描述，应建立等效连接参考模型；应将相关类型产品的部件的预定义参考模型插入等效连接参考模型的间隙中；适当输入信号组合及其对应于待诊断产品的实际正常操作的顺序，应应用于所得到的待诊断产品的参考模型的输入；对于所应用的每个输入信号组合，应识别待诊断产品的参考模型输出上以及产品部件的参考模型之间的特征中间点中的响应信号组合的参数；应使用计算机将从待诊断产品的参考模型输出和参考模型中间点接收的响应信号的参数以及适当输入测试信号的参数记录到数据库中；对于待诊断产品的参考模型的每个状况，应重复应用包括输入测试信号的应用和对等效输出信号的参数的识别的程序；所得到的一组输入测试信号和相关标准等效输出信号应该用于诊断实际产品的状况和诊断产品部件的故障。[1]
[0007]
这种方法的缺点包括其应用范围有限，如果产品的操作算法由产品的可编程部件(如fpga或微处理器)控制则无法生成测试，并且因此，该算法可能是复杂的或被隐藏，使得不可能找到输入信号组合及其对应于待诊断产品的实际正常操作的顺序。
[0008]
本发明的应用技术结果如下：允许为产品生成测试，使得其操作算法由fpga或微处理器等可编程部件控制；允许根据用于具有类似结构的各种应用范围中的各种类型产品的所要求保护的方法，使用有限的功能检查测试集生成测试；缩短测试开发时间；改进诊断质量；缩短产品诊断时间。
[0009]
该技术结果是由于以下因素而实现的：该混合扫描装置包括计算机、至少一个控制单元、至少一个响应向量存储器、至少一个测试向量存储器、至少一个机器边缘连接器、至少一个机器测试接口、至少一个机器标准接口、至少一个机器标准接口和机器测试接口控制单元、至少一个机器边缘连接器接口、至少一个机器功能验证单元、至少一个模拟时间
间隔生成和同步单元、至少一个标准调试接口、至少一个外围控制器，它们的显著特征如下：该装置具有通过机器边缘连接器接口、机器标准接口或机器测试接口将其连接到机器的设置，标准接口和测试接口控制单元具有设定离散模拟时间间隔在10皮秒至24小时的范围内的设置。在机器的混合扫描过程中，应首先分析机器的结构、功能或电路图或物理样本；然后，建立机器模型，包括功能簇、边缘连接器输出和可编程元件输出；然后，应根据每个簇的功能模型，为每个簇识别一组测试模式；然后，应通过可编程元件的边缘连接器和输出来应用测试输入，并且应扫描边缘连接器输出的状况和可编程元件输出的状况；最后，应做出结论，确认机器操作是否正确。
附图说明
[0010]
本发明的概念由附图示出：
[0011]
图1是所要求保护的ree混合扫描装置的功能图；
[0012]
图2是ree混合扫描装置的组合单元的图；
[0013]
图3是所要求保护的ree混合扫描方法的流程图；
[0014]
图4是机器的总体结构图；
[0015]
图5是用于测试输入的应用和分析的时间间隔布置图。
[0016]
组合信息输入装置的以下元件在附图中示出：
[0017]1–
计算机；
[0018]2–
控制单元；
[0019]3–
响应向量存储器；
[0020]4–
测试向量存储器；
[0021]5–
机器边缘连接器；
[0022]6–
机器；
[0023]7–
机器测试接口；
[0024]8–
机器标准接口；
[0025]9–
标准接口和测试接口控制单元；
[0026]
10
–
机器边缘连接器接口；
[0027]
11
–
机器功能验证单元；
[0028]
12
–
模拟时间间隔生成和同步单元；
[0029]
13
–
用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口；
[0030]
14
–
分析机器的结构、功能或电路图或物理样本；
[0031]
15
–
建立机器模型，包括功能簇、边缘连接器输出和可编程元件输出；
[0032]
16
–
根据每个簇的功能模型，为每个簇识别一组测试模式；
[0033]
17
–
通过边缘连接器和可编程元件的输出，应用测试输入，包括边缘连接器输出的状况和可编程元件输出的状况的扫描；
[0034]
18
–
做出结论，确认机器操作是否正确；
[0035]
19
–
可编程元件jn；
[0036]
20
–
可编程元件j1；
[0037]
21
–
一组外围控制器pm；
[0038]
22
–
一组外围控制器p1；
[0039]
23
–
机器边缘连接器s1；
[0040]
24
–
机器边缘连接器sl；
[0041]
25
–
联接l1；
[0042]
26
–
联接li；
[0043]
27
–
一组功能簇c1；
[0044]
28
–
一组功能簇ck。
具体实施方式
[0045]
ree混合扫描装置包括计算机(1)、至少一个控制单元(2)、至少一个响应向量存储器(3)、至少一个测试向量存储器(4)、至少一个边缘连接器(5、23、24)、机器(6)、至少一个机器测试接口(7)、至少一个机器标准接口(8)、至少一个标准接口和测试接口控制单元(9)、至少一个机器边缘连接器接口(10)、至少一个机器功能验证单元(11)、模拟时间间隔生成和同步单元(12)、至少一个标准调试接口(13)、至少一个外围控制器(21、22)。
[0046]
混合扫描方法，其中应首先分析机器(6)的结构、功能或电路图或物理样本(14)；然后，建立机器(6)的模型(15)，包括功能簇、边缘连接器输出和可编程元件输出；然后，应根据每个簇的功能模型，为每个簇识别一组测试模式(16)；然后，应通过边缘连接器和可编程元件的输出来应用测试输入，包括边缘连接器输出的状况和可编程单元输出的状况的扫描(17)；最后，应做出结论，确认机器(6)操作是否正确(18)。出于这些目的，离散模拟时间间隔是由于应用了测试输入而导致的机器(6)中瞬态过程的完成时间的函数，该时间间隔用于分析机器(6)的响应，其他时间间隔用于通过机器(6)的标准接口(8)和测试接口(7)访问机器(6)的元件。
[0047]
所要求保护的ree混合扫描装置操作如下：控制计算机(1)使用测试程序为控制单元(2)生成指令流；控制单元解码指令流，执行这些指令，并在计算机(1)与存储器、测试向量存储器(4)和响应向量存储器(3)之间提供数据交换；边缘连接器接口(10)用于将测试向量从存储器(4)应用到机器，并且机器响应通过边缘连接器接口10从机器发送，以记录到响应向量存储器(3)中；标准接口和测试接口控制单元(9)从控制单元(2)接收指令和数据，并使用机器的内置测试接口(7)和标准接口(8)来分析机器的可编程元件的输出状况和编程；控制单元(2)将一组测试向量映射到其内部存储器上，以通过机器的可编程元件的输出将这些向量应用到机器(6)，并且还将一组相应向量从连接到可编程元件输出的机器元件映射到其内部存储器中；控制单元使用机器边缘连接器(5)以及标准接口(8)和测试接口(7)来标准化对机器(6)的元件的访问。
[0048]
ree混合扫描装置的组合单元(图2)包括：机器功能验证单元(11)，用于测试产品的功能元件、单元和簇；用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口(13)的群组，其中该群组通过对可编程元件的输出进行编程并提供对这些输出的访问来分解机器的结构；模拟时间间隔生成和同步单元(12)，其通过设定功能验证时间间隔和用于对可编程元件的输出进行编程和用于机器(6)结构分解的时间，以交替模式，提供机器功能验证单元(11)和用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口(13)的同步操作。产品测试过程由控制计算机(1)根据指定程序进行控制。
[0049]
ree混合扫描装置操作如下：控制计算机(1)使用测试程序生成指令流，并安排机器功能验证单元(11)、用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口(13)和程序之间的数据交换；用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口(13)通过控制机器测试接口(7)和标准接口(8)将机器结构(6)细分为功能元件、单元和簇来分解机器结构；模拟时间间隔生成和同步单元以交替模式提供机器功能验证单元(11)和用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口(13)的操作，并设定预定的模拟时间间隔；这些间隔(由应用测试输入导致的机器(6)中瞬态过程的完成时间控制)用于分析机器(6)的响应，通过标准接口(8)和测试接口(7)访问机器(6)的元件，并且用于通过机器的边缘连接器(5)和机器的可编程元件的输出对机器的功能元件、单元和簇进行功能验证，其中对这些输出的访问由用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口(13)提供。因此，安排了将机器(6)结构细分为功能元件、单元和簇，以及对这些功能元件、单元和簇以及边缘连接器(5)的访问，以便在功能级别上为描述为该组功能元件、单元和簇的模型的机器的功能验证提供容易的功能测试方法的适用性。
[0050]
所要求保护的ree混合扫描方法操作如下：分析机器的结构、功能或电路图或物理样本(14)；建立机器模型，包括功能簇、边缘连接器输出和可编程元件输出(15)；根据每个簇的功能模型，为每个簇识别一组测试模式(16)；通过边缘连接器和可编程元件的输出，应用测试输入，包括边缘连接器输出的状况和可编程单元输出的状况的扫描(17)；做出结论，确认机器操作是否正确(18)。该方法的算法见图3。
[0051]
示例1
[0052]
机器的结构图(图4)是用于信息处理、分析和转换的无线电电子设备的通用结构，包括可编程元件j1
……
jn(如fpga、微处理器或可编程控制器)、一组外围控制器p1
……
pm(用于与以太网、rs232、usb等典型(标准)接口一起工作)、一组功能簇c1
……
ck(其中这些簇是提供某些特定数据处理功能(如rom或ram、dac或adc、总线接口、状态控制和其他功能)的元件的组合。装置部件由一组联接l1
……
li链接，设定数据和控制信号传输的路径。边缘连接器s1
……
sp用于将该装置连接到其他机器，以实现其功能。
[0053]
测试这种结构的困难或不可能是由于其可编程元件j1
……
jn的高信息容量而导致的可编程元件的复杂操作算法。然而，单个簇c1
……
ck和它们之间的链路可以具有简单的、有时是标准化的操作算法，并且利用用于这些目的的数字示波器，使用逻辑分析、特征分析、瞬态过程和状态的可视化分析的标准方法，分别适用于它们的功能级别的测试安排的标准化方法。图2示出了作为机器功能验证单元(11)的这种测试的一组硬件。因此，为了测试簇和链路，可以使用通过边缘连接器和可编程元件的输出的访问。
[0054]
在测试程序过程中，可编程元件被切换到测试模式，以使这些元件的输出以及装置的边缘连接器可访问。对于fpga或微处理器，可以使用jtag规范或其他调试接口(如果可用的话)，如果可能的话，通过将其瞬态重新编程为测试模式；对于外围控制器，必须使用适当的接口。图2示出了作为对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口的用于控制可编程元件的输出的一组硬件。
[0055]
为了安排混合扫描装置的操作，添加了辅助单元，模拟时间间隔生成和同步单元(12)，该模拟时间间隔生成和同步单元以交替模式提供机器功能验证单元(11)以及用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口(13)的操作。为了这些目的，将“等待同
步事件”和“步骤就绪”信号添加到用于机器功能验证单元(11)的一组硬件中的每个元件(在将测试输入应用到簇和簇之间的链路的一个步骤后生成“步骤就绪”信号)；“等待同步事件”和“循环就绪”信号添加到用于控制可编程元件的输出的一组工具中(当控制单元中可编程元件的所有输出被重新编程时，生成“循环就绪”信号)。“步骤就绪”信号终止用于对机器的可编程元件的输出进行编程的标准调试接口(13)的等待状态，并且“循环就绪”信号终止机器功能验证单元(11)的等待状态。在“循环就绪”信号的时间间隔附近，离散模拟时间间隔在用于机器响应分析的
±
dt范围内生成。
[0056]
为了测试产品，使用一组测试向量；这些向量在功能测试步骤tf0
……
tfi中传输到簇的输出(图5)。在每个步骤中，生成循环cp00
……
cpni；它们用于应用和分析来自可编程元件的输出的信号。在时间步骤tf0
…
tfi附近，在tfi-dt
……
tfi+dt范围内，对簇的操作进行了正确性分析，描述了簇和瞬态过程的状态。因此，实现了确定性时序度量；在这些度量的范围内，对簇的操作以及簇之间的链路、边缘连接器和可编程元件的输出进行正确性分析。
[0057]
来自簇的输出信号的组合、控制可编程元件输出状况的能力以及通过通信线路和边缘连接器传输信号的能力表明了产品的可操作性。
[0058]
因此，由于所要求保护的装置，功能测试方法可用于准备诊断测试，随后可用于诊断总体机器状态(通过/失败)和机器故障(包括故障的精确位置)。
[0059]
所要求保护的装置使得可以使用ree产品测试的程序，其基于簇的通用功能模型和通过机器的可编程元件对这些簇的标准化(在此方法中)访问。
[0060]
所要求保护的测试开发方法提供了功能测试方法以准备诊断测试的适用性，随后可用于诊断总体机器状态(通过/失败)和机器故障(包括故障的精确位置)；
[0061]
基于簇的通用功能模型以及通过机器的可编程元件对这些簇的标准化(在此方法中)访问来开发诊断测试。此外，该方法的实施本质和该方法的有效性在很大程度上不取决于整个装置的结构和操作算法。
[0062]
信息来源：
[0063]
1.russian federation patent ru2261471,diagnostic tests development method,g06f11/22(2000.01),g05b 23/00(2000.01).
[0064]
2.russian federation patent ru2257604,automated control and diagnostics complex(embodiments)g06f 11/22(2000.01),g05b 23/00(2000.01).
[0065]
3.reliability and effectiveness in engineering.reference book(10volumes).volume 9.technical diagnostics.editedby v.v.klyuyev,moscow:engineering,1987,p.177-178.

技术特征：
1.一种用于无线电电子设备的混合扫描装置，其特征在于，包括：计算机、至少一个控制单元、至少一个响应向量存储器、至少一个测试向量存储器、至少一个机器边缘连接器、至少一个机器测试接口、至少一个机器标准接口、至少一个机器标准接口和机器测试接口控制单元、至少一个机器边缘连接器接口、至少一个机器功能验证单元、至少一个模拟时间间隔生成和同步单元、至少一个标准调试接口、至少一个外围控制器，其显著特征如下：所述装置具有通过所述机器边缘连接器接口、所述机器标准接口或所述机器测试接口将其连接到所述机器的设置，所述标准接口和测试接口控制单元具有设定离散模拟时间间隔在10皮秒至24小时的范围内的设置。2.一种无线电电子设备的混合扫描方法，其特征在于，其中应首先分析机器的结构、功能或电路图或物理样本；然后，应建立所述机器的模型，包括功能簇、边缘连接器输出和可编程元件输出；然后，应根据每个簇的功能模型，为每个簇识别一组测试模式；然后，应通过边缘连接器和可编程元件的输出，应用测试输入，包括边缘连接器输出的状况和可编程元件输出的状况的扫描；最后，应做出结论，确认所述机器操作是否正确。

技术总结
一种用于无线电电子设备的混合扫描装置，包括电子计算机、至少一个控制装置、至少一个响应向量存储器、至少一个测试向量存储器、待监控对象的至少一个边缘连接器、被监控对象的至少一个测试接口、被监控对象的至少一个标准接口、用于控制被监控对象的标准和测试接口的至少一个装置、被监控对象的边缘连接器的至少一个接口、用于执行被监控对象的功能检查的至少一个装置、用于建立模型时间段和用于同步的至少一个单元、至少一个标准调试接口以及至少一个外围控制器，该装置的特征在于，其被配置为经由边缘连接器接口以及经由被监控对象的标准和测试接口连接到被监控对象，其中，用于控制标准和测试接口的装置被配置为选择10皮秒至24小时范围内的离散模型时间段。在被监控对象的混合扫描中，首先分析被监控对象的结构、功能和基本电路或被监控对象的物理样本，然后建立被监控对象的模型，该模型包括单个功能簇、边缘连接器输出和可编程元件输出，然后根据所讨论的簇的功能模型为每个簇确定一组测试顺序，然后通过边缘连接器和可编程元件输出输送测试刺激，并扫描边缘连接器输出的状况和可编程元件输出的状况，最后，做出关于被监控对象是否正常工作的结论。控对象是否正常工作的结论。


技术研发人员：维克多
受保护的技术使用者：测量技术有限公司
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2023/8/16