車載計算機主板測試系統(tǒng)設(shè)計

摘要：針對當(dāng)前車載計算機主板的故障測試問題，設(shè)計了一個基于DSP控制的車載計算機主板檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采集BIOS上電自檢的結(jié)果獲取故障代碼，以此判斷主板核心部件的好壞；通過設(shè)計外圍模塊的仿真測試板及測試程序來檢測主板外圍模塊的功能；最后的檢測結(jié)果通過維修檢測經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫給出輔助維修建議，也可通過無線數(shù)據(jù)傳輸獲取遠(yuǎn)程的專家維修指導(dǎo)。應(yīng)用結(jié)果表明：該檢測系統(tǒng)能檢測主板的常見故障，顯示主板的故障位置，并根據(jù)維修建議便于實際維修，較好地解決了該類主板的檢測維修問題。
關(guān)鍵詞：車載計算機板；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，裝甲車輛內(nèi)部的信息設(shè)備越來越多，大大提升了武器裝備的作戰(zhàn)效能。許多控制器設(shè)備、信息終端設(shè)備等都配備有微型化的車載計算機主板，通過信號采集、處理與控制輸出，完成車內(nèi)各類信息的融合、綜合處理與信息顯示。由于該類主板的復(fù)雜性和諸如現(xiàn)有檢測工具等方面的限制，目前還沒有一種通用的檢測診斷系統(tǒng)，已經(jīng)成了制約武器裝備總體保障能力提高的一個重要因素。從應(yīng)用情況看，該類主板集成度高、具有較高的可靠性，但一旦發(fā)生故障，往往無法維修，采用換板的方式解決，其實大部分主板故障并不嚴(yán)重，只要稍加維修就可以正常使用。為了便于裝甲車載計算機主板的故障診斷及維修，本文針對某型戰(zhàn)車的CPU主板的檢測提出了一種實現(xiàn)方案，能檢測出主板的故障位置，根據(jù)專家經(jīng)驗數(shù)據(jù)提供輔助維修決策，便于裝備維修人員直觀、準(zhǔn)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(zhàn)車被測計算機主板的信號具有如下特征：
(1)車載計算機主板集成了Intel CPU、內(nèi)存、南橋、北橋等，外圍設(shè)計有A／D、D／A、CF卡、存儲器、串口、USB口、I／O口、PCI總線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(gòu)成相似，因而可充分利用現(xiàn)有的測試方法，簡化測試系統(tǒng)的設(shè)計。
(2)作戰(zhàn)程序存儲在FLASH存儲器內(nèi)，運行時加載到內(nèi)存中。因此測試用戶不能加載外部測試程序到系統(tǒng)中。
(3)車載計算機主板的核心模塊為專用型、集成度高，測試用戶不能進行各種手動和自動測試。但通過分析，在系統(tǒng)加電時，進行上電自檢，可以通過讀取自檢結(jié)果來判斷功能是否正常。
1．2 測試步驟設(shè)計
通過對被測主板的分析，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(gòu)造如下的測試步驟。
(1)測試主板核心模塊
根據(jù)上面的分析，設(shè)計一接口電路讀取主板自檢的結(jié)果，以此來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、顯示及總線等。對這部分的測試需要增加輔助電路，可針對某一類接口設(shè)計專用的測試板，這些測試板模擬接口信號與主板交互，通過一組測試用例完成外圍模塊的測試。
(3)收集測試數(shù)據(jù)
設(shè)計一控制器收集測試結(jié)果，通過串口把數(shù)據(jù)傳送給PC機，或者通過無線傳送到遠(yuǎn)端的服務(wù)器。
(4)維修策略指導(dǎo)與顯示
通過測試結(jié)果的處理，根據(jù)專家的經(jīng)驗，在PC中顯示對被測主板的維修指導(dǎo)。

2 系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計
由以上的分析步驟，設(shè)計系統(tǒng)框圖如圖1所示。整個測試系統(tǒng)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；無線傳輸模塊及PC機結(jié)果顯示。

由圖1所示測試系統(tǒng)框圖，需從軟件和硬件協(xié)同設(shè)計，主要設(shè)計過程如下幾步。
2．1 DSP控制模塊設(shè)計
控制模塊完成整個測試系統(tǒng)的控制，包括：主板核心模塊測試啟動與數(shù)據(jù)采集；各外圍模塊仿真測試板的測試控制與數(shù)據(jù)采集。檢測結(jié)果通過RS 232總線傳送到PC機或檢測結(jié)果通過無線模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程終端。
控制模塊以TMS320F2812控制器為核心，由于車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I／O端口、中斷、串口、A／D等模塊供用戶操作，能夠輕易實現(xiàn)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的采集以及與PC機之間的有線(RS 232)或無線通信。