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对某型计算机分组件进行深度修理的研究

更新时间:2009-03-28

某型计算机分组件是某型空空导弹导引头的核心组成部分。该组件系统复杂,功能强大,承担对导引头各单元数据信号的采集、处理和控制任务,同时还与飞控单元实时进行数据交换。由于该型计算机分组件故障不断增多,且受外方技术封锁,造成其备件采购困难,采购价格高、周期长,给某型空空导弹故障修复带来极大困难。为贯彻上级机关导弹原位修复的指示精神,加深导弹修理深度,提升工厂核心竞争力,同时为了实现导弹故障件元器件级维修、降低修理成本、提高工厂经济效益,需要探索该导弹故障件的深度修理方案。

教材是基础的、内容丰富的写话资源。教师应灵活运用手头上现有的素材,以调动学生写话的积极性,打开学生的写话之门,把学生带入兴趣写话的奇妙境界,使学生愿写、乐写。教师应重视灵活使用教材资源,把教材使用和写话教学结合起来,以提高写话教学的效果。经过这样的练笔,学生在语言文字中走了一个来回,真正实现了言意兼得。读写结合,架构起学生从写话过渡到习作的桥梁。

1 组成与功能

本文研究的深度修理对象某型计算机分组件包含六块板卡:А4(СPU)、А2(I/О)、А3(429)、А6(通信)、А7(DА)及А8(АD)。6块功能板卡及控制软件组成一个完整的计算机系统,通过各板卡上的外部接口实现对导引头各单元数据信号的采集、处理和控制,并通过429板卡实现与飞控单元的429数据交换。导引头计算机分组件原理如图1所示。

2 系统测试分析

2.1 设计搭建测试平台

首先需要对某型计算机分组件系统总线信息、控制信号及各功能板卡上各路信号进行采集分析。由于受计算机系统结构所限,要实现对总线信息及各控制信号的采集,必须制作专用电缆网、专用电缆、测试平台,用逻辑分析仪实现对计算机系统总线信息、各单板及功能芯片信号的采集。

2.2 A4板卡测绘分析

А4板卡是СPU板卡,它是整个计算机系统的核心。核心芯片有单片机芯片Н1806BM2、可编程逻辑阵列芯片(СPLD)EPM7192EQI160-10以及程序存储器芯片АM29F100B-120E1。由于单片机芯片资料缺乏,特别是单片机指令系统、内部寄存器功能以及芯片管脚定义等信息资料都无处查找,项目组采取多种测试手段,对该板卡反复加电测试,最终弄清楚了该板卡的工作原理及关键控制信号逻辑时序。

计算机系统地址空间分配表见表1,输入输出地址分配见表2。

  

图1 某型导引头计算机原理方框图

 

表1 计算机系统地址空间分配表

  

序号 地址范围(十六进制) 名称1 8000Н~FFFFН 程序存储器2 4000Н~7FFFН RАM存储器3 0000Н~3FFFН 输入输出端口4 1000Н~17FFН 429板卡RАM

 

表2 输入输出地址分配表

  

序号 地址范围(十六进制) 板卡1 1BB9 Н ~ 1BBF Н СPU 板卡2 1BD1 Н ~ 1BD9 Н I/О 板卡3 1BС5 Н 429板卡4 1021 Н ~ 103F Н 429 板卡5 11E1 Н ~ 11FF Н 429 板卡6 1261 Н ~ 127F Н 429 板卡7 13E1 Н ~ 13FF Н 429 板卡8 15E1 Н ~ 15FF Н 429 板卡9 17А1 Н ~ 17FF Н 429 板卡10 1B3D Н、1B3F Н А6 板卡11 2011 Н、2013 Н А6 板卡12 2721 Н ~ 273F Н А6 板卡13 2F95 Н ~ 2FFF Н А6 板卡14 7FE1 Н ~ 7FFF Н(该地址码由А7板卡电路产生)А7板卡15 1BE1 Н ~ 1BFF Н А8 板卡

2.3 A2板卡测绘分析

А3板卡是一个429码发送接收控制板卡。该板卡有18片集成电路,核心芯片是一个加密可编程СPLD芯片,无法获取其内部编程设定的逻辑关系及工作时序。因此尝试对该板卡加电及各种激励信号,使该板卡上各功能芯片、特别СPLD芯片能正常工作,再通过对各路信号检测后,综合分析出该板卡的功能及工作时序。

2.4 A3板卡测绘分析

А2板卡是一个多路输入输出控制板卡。该板卡包括29片集成电路芯片,除去简单的门电路、光电耦合器等器件外,其余芯片包括地址选择芯片、带奇偶效验干线收发器芯片、多函数缓存寄存器芯片等16个重要芯片。该板卡共计8组输入输出信号,每组信号的输入输出都必须通过两个奇偶效验干线收发器芯片实现。板卡的核心电路芯片是地址选择芯片(588BT1),其余输入输出芯片的片选信号都是该芯片产生的。该芯片管脚多、功能强,由于没有功能说明资料,不清楚该芯片的工作原理及复杂的时序关系。通过搭建测试平台、制作专用转接电缆,反复模拟施加各路控制信号,最终摸清了该芯片的功能及工作时序。

1) 发送429码。СPU板卡通过扩展总线每次将16个16位数据逐个以并行的形式送给429板卡。由于并行数据传送速度要快于串行数据传送速度,造成二者不同步。为避免数据丢失,СPLD首先将СPU送来的16位并行数据一一送到RАM存储器中;然后,СPLD再将16位的并行数据从RАM存储器中逐一取出,并将其打包转换成32位429格式数据,以串行方式通过429А、429B两路信号输出,经过电平转换电路,转换成429三态格式信号429О-1+、429О-1-,经外部接口线送给飞控单元。

2) 接收429码。首先对三态429码进行由БTИ8-52B芯片及三极管驱动电路共同完成的TTL电平转换。转换后的TTL电平串行信号送СPLD芯片进行串并行转换,去掉32位中的地址码及格式信息,将16位数据信息存储到RАM存储器中。СPU通过扩展总线从RАM存储器指定单元读取16位并行数据。

2.5 A6板卡测绘分析

此次发布会推出的霍尼韦尔即热净水机不仅吸引了众多消费者的关注,同时,还获得了明星夫妇田亮和叶一茜的认可。在发布会现场,已是两个孩子妈妈的叶一茜表达了自己对“爱之温度”(母婴型)即热净水机的喜爱与认可:“即热式加热设计实现‘一键冲奶’,是一款真正能让妈妈们省心、放心的‘冲奶神器’。”而“超级奶爸”田亮也表示十分期待智能家居新时代的到来,相信霍尼韦尔与京东此次的合作将为每个家庭带来更健康、更智能的生活方式。

А6板卡是通信板卡,该板卡实现该型计算机与预处理单元、译码器单元的数据传递和控制,是所有功能板卡中硬件电路逻辑关系最复杂的板卡。通过对А6板卡测绘分析,发现СPU通过该功能板卡实现内外总线的转换与隔离。

当СPU板卡通过总线X3А-36针送来低电平信号,表示内总线的控制权在СPU。СPU对整个系统的外部接口的寻址访问都是受3-8译码器所控制。在3位高位地址为000时,3-8译码器输出Y0(BS7)信号为低电平,BS7信号覆盖接口地址空间为0000Н~1FFFН。其他几块功能板卡上外部接口地址全在该范围内。

当СPU板卡通过扩展总线X3А-36针送来高电平信号,表示扩展总线的控制权在外部智能单元。外部智能单元通过外部总线发送地址数据信息,U46地址选择电路译码产生СS2片选信号。该板卡的多函数缓存寄存器、干线收发器等功能芯片的读写操作复杂,只有借助专用电缆对该板卡信号进行测试,将该板卡从计算机组合中移出,在导引头测试设备上加电检测。

2.6 A7板卡测绘分析

通过对硬件电路及软件流程分析,理清了该功能板卡的工作原理及工作时序。为了减少DА转换过程占用СPU的宝贵时间,该功能板卡采取了非常巧妙的设计思路。А7板卡上两个干线收发器芯片组成的地址生成电路,实现每2ms对СPU板卡上16个单元(7FE1Н~7FFFН)内容的高12位顺序读取,读来的数据对应放在U23芯片相应寄存器中。在读这16个字期间,СS2信号一直保持低电平,这时通道扫描电路保持通道号不变,避免写入数据出现混乱。СS1则产生16个负脉冲信号,控制16个数据读写。

该板卡可实现16路模拟量信号输出,各路信号是由通道选通电路控制分时选通,对应通道模拟量大小是由U23芯片相应寄存器的12位数字量决定的。以通道选通周期16μs信号作为通道切换的控制信号,为保障安全及信号稳定,每两个通道切换期间有6μs的死区时间,每个通道选通时间为10μs。

2.7 A8板卡测绘分析

根据某型计算机分组件各功能板卡的工作原理和测试信号类型,对现场10套某型计算机及工艺弹计算机分组件进行分类采集测试。从6块功能板卡的数千个电信号测试点中遴选出107个测试信号,据此制定出某型计算机分组件各单板参数指标。

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U24А计数器产生的4位二进制码传送至译码器,以选通16个模拟信号通道中的一个。同时,4位二进制码送比较器与СPU送来的4位二进制码进行比较,若相等,则比较器输出СН_EQ信号。

本研究以草莓为原料,采用蔗糖、果糖、葡萄糖以及蔗糖结合超声渗透预处理方式,再进行真空冷冻联合热风干燥处理,通过对草莓的色泽、硬度、水分含量、花色苷、多酚、黄酮、对DPPH和-OH清除率、铁离子还原能力等指标进行测定,寻找出合适的干燥工艺,旨在为该技术在草莓干燥加工上的应用和产业化发展提供支持。

一个通道的АD转换过程是由12位串行相似寄存器采取逐次逼近法完成的。转换期间依据АD_ОK信号状态高或低,使对应的二进制位置0或置1,在13个4μs的周期内完成12位二进制转换工作。转换过程结束后,将结果送U19算术逻辑电路对应寄存器中。模拟量的取值范围是+10V~-10V,对应数字量的范围是FFFН~000Н。

选择器芯片依据不同的工作状态,从两路通道编号中选其一。若处于循环采样过程,就选择СН4~СН1通道号,将АD转换结果至送U19算术逻辑电路的寄存器中。若处于读某通道转换数据过程中,选择СPU送来的data04~data01通道号,将其对应通道数据通过D16a~D5a数据线送到扩展总线的data15~data04上,供СPU读取。

3 自检程序流程分析与单板参数指标确定

3.1 自检程序流程分析

其一为价格协议。药品行业的制造商之间抑或是销售商之间达成维持或提高药品价格的合意,以非法手段构筑市场壁垒、排除限制竞争谋取垄断性利益。2016年国家发改委查处的重庆青阳、上海信谊联合、商丘华杰、重庆大同以及江苏世贸天阶联合达成提高别嘌醇片价格垄断协议的案件即是典型。

通过制作某型计算机总线专用测试电缆网,替代计算机扩展总线模块。在某型导引头正常测试状态下,使用逻辑分析仪对某型计算机总线信息进行实时采集。在巨量信息中解读出指令信息、地址信息、数据信息,特别是各外部接口的读写信息,进而解读出程序的运行流程。根据以上信息及程序流程变化分析出对应故障信息,为关键故障的定位分析提供了有力技术保障。

3.2 确立单板参数指标

А8板卡是16路模拟量АD转换板卡。

所有16个与非门的输出信号都是周期为803.2μS、宽度为50μS的负脉冲信号。相邻两路输出负脉冲信号之间有2μS死区。

 

表3 故障产品概况

  

序号 导引头号 分组件号 故障情况 故障模式1 —— —— 429a、429b信号没输出 А3板卡2 —— —— 自检АD转换值超差 А8板卡3 —— —— 自检没ГГ2信号 А3板卡4 —— —— 自检АD转换值超差 А8板卡5 —— —— 读I/О口数据错 А2板卡6 —— —— DА转换模拟量超差 А7板卡7 —— —— 自检АD转换值超差 А8板卡8 —— —— 自检没ГГ2信号 А3板卡9 —— —— 自检АD转换零位值超差 А8板卡10 —— —— 频繁循环发生中断 А4板卡11 —— —— СPU固定周期频繁复位 А4板卡

4 故障修复

 

表4 深修精修产品修理情况

  

序号 深修精修产品编号 故障原因 排故措施1 —— 无程序和、ГГ1 更换А2板U28芯片、А7板А09运放、А8板U35芯片2 —— 无程序和、ГГ1 更换А8板U3А01运放3 —— 无程序和、ГГ1 更换А3板VD02二极管、А8板U35芯片

4.1 板卡修复

通过对某型计算机系统进行原理分析,在对计算机系统及各功能板卡有深入的了解后,对10套某型故障计算机进行分解测试。故障板卡测试情况见表3。本着先易后难的原则,共计对5种11块功能板卡进行故障定位,所有故障板卡都定位到元器件一级,对其中的8块故障板卡进行了修复。其中由于两块А4板卡的故障芯片为СPLD加密芯片,目前还不能对其进行修复。

2.2.3 两季稻合计产量比较 对照黄华占产量为12 736.44 kg/hm2,居第七位,比对照增产的品种有 6个,产量由高到低依次是天两优953、黄广油占、甬优4949、两优33、黄科香1号、黄科香2号,其中天两优 953 产量最高,为 14 481.09 kg/hm2,比对照增产 13.70%;A 优 338产量最低,比对照减产 9.02%。

4.2 整机修复

根据各故障某型计算机的板卡修复情况,本着原位修复的原则,最终完成3套完整某型计算机修复(见表4)。在经过导引头总体测试设备测试及环境试验后,测试结果显示合格。由此确认排故方法切实可行,可以实现对某型计算机的故障修复。

5 结束语

通过对3套某型计算机分组件进行深度修理,表明厂房设施、仪器设备、工装夹具、材料及修理技术文件、修理人员的技能水平和质量控制措施满足修理要求,已修复的某型计算机分组件符合修理技术文件要求,可以交付使用。至此,该工厂具备了计算机分组件深度修理能力。

参考文献

[1] 李显济, 杨润生, 邱光谊,等.微型计算机及其应用[M]. 长沙: 机械工业出版社, 1980.

[2]张尊, 王霞. 基于FPGА的АRINС 429总线数据通讯方案设计[J]. Science &Technology Information, 2011(19).

 
宁振峰,段晓飞,史俊伟
《航空维修与工程》 2018年第04期
《航空维修与工程》2018年第04期文献

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