冯思桐 武坚 杨媛媛

摘要：随着机载嵌入式系统的日益更新，航空电子系统的集成度和复杂度也在逐渐提高，针对机载系统的测试技术要求的更精确，更全面。IRST-FC红外搜索跟踪系统FC接口模块，作为连接前端探测系统的CAN总线接口和后端SPM模块的重要组成，以往的“黑盒”式的自测试方法以不能满足测试性要求，该文提出一种改进型IRST-FC接口模块测试性软件的设计方法，将IRST-FC接口模块各个组件的自测试BIT状态封装成维护故障报告MFL，并能通过后端SPM模块以及前端系统的CAN总线接口进行实时获取。

关键词：红外搜索跟踪系统;FC网络;CAN总线

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）13-0070-02

1 引言

现代航空机载嵌入式系统技术发展越来越复杂，而光纤通信FC（Fiber channel）网络[1]具备高带宽、高可靠性等特点而在机载网络系统中被广泛使用，IRST红外搜索跟踪系统FC接口模块以FPGA芯片为核心进行硬件平台构建，对外提供1路FC网络接口，1路Camlink[2]接收端口和1路CAN总线接口，Camlink接口使用标准的接口芯片，作为输入图像的数据接口使用，CAN总线接口采用标准CAN2.0B协议[3-4]，实现红外搜索系统内部功能单元间的控制命令和状态信息交互，FC网络接口实现红外搜索系统与核心主机系统的信息交互，用于传输红外图像数据、主机控制命令、红外搜索系统状态信息等。

随着航空电子应用环境的要求和复杂度越来越高[6]，对系统测试性需求也日益突出，一个完整的系统测试技术能够对产品的硬件和软件进行全方位，实时的测试能够遍历系统的全生命周期，提高系统的可靠性和鲁棒性。针对IRST-FC接口模块的设计特点，在系统测试中要求通过后端SPM以及前端探测系统进行IRST-FC接口模块测试性结果获取，保证在后端SPM故障或者前端系统故障的情况下，也能灵活获取到IRST-FC接口模块的当前状态。本文设计的测试性系统软件，能实时支持IRST-FC接口模块故障记录管理以及上报功能。

2 IRST-FC接口模块测试性软件设计

IRST-FC接口模块软件包括Bootloader和应用程序两部分[5]，其中Bootloader包括维护软件，应用软件采用查询方式进行控制与管理，由设备驱动和管理软件两部分构成。本文设计的IRST-FC测试性软件驻留在驱动软件的应用管理软件中，测试软件对模块中CPU、SRAM、NVRAM、FLASH以及FIC接口进行检测，在NVRAM检测结果正常的前提下将检测结果记录到NVRAM中进行管理。上电以后，对CPU、SRAM、NVRAM、FLASH以及FIC接口进行BIT检测，将检测结果封装成8字节的维护故障报告（MFL），发送到前端CAN总线和后端SPM上，具体流程定义如图1。

如图1中的软件设计流程所示，为保证用户能够在接收端对IRST-FC接口模块的状态进行解析，我们定义的维护故障报告（MFL）格式采用8字节进行编码，选择自定义的消息头来作为报告标识，并定义识别码表示此时前端或者后端收到的是一条关于维护故障报告（MFL）的消息，按照小端位域编码使用0/1表示当前设备NVRAM、CPU、RAM、FLASH和FIC接口的状态，0表示设备正常，1表示设备故障;字节6表示当前自检测模式，最后一位字节表示当前的消息结束，图1中上报的一种维护故障报告MFL的格式如表1所示。

对于前端探测系统的CAN总线接口，需要IRST-FC接口模块将自测试BIT结果周期性地将表1中维护故障报告的内容进行封装后上报，前端探测系统的数据采集设备可以定时地从总线上获取到FC接口的状态信息，前端探测系统采用标准CAN2.0B的总线协议接收来自FC接口的消息，完成解析。

为了方便用户实时在前端探测系统通过CAN接口解析出FC接口模块有关CPU，NVRAM以及FIC接口状态等BIT信息，将表1所示的维护故障报告格式打包封装成一条标准的CAN消息帧，周期性地上报到前端探测系统，根据标准CAN2.0B信息格式，按照字节顺序将8个字节的维护故障报告内容封装在CAN标准帧的数据位，如图2所示。用户可以根据约定好的图2的维护故障报告格式对收到的CAN消息进行解析，获取当前状态。

后端SPM可通过发起通用活动请求的方式来获取维护故障报告，通用活动请求的格式如下表3所示。根据需要，在后端SPM发起BIT信息获取请求获取MFL报告，IRST-FC接口模块驱动软件对收到的通用请求进行解析，按照表3的格式内容，发起BIT自检测，同样按照表1所示的MFL报告格式对自检测结果进行封装，按照FC-ASM[7]协议标准帧格式将MFL报告封装到有效载荷Payload的前八个字节中，具体的转换格式如图3所示。

3 结束语

本文提出了一种IRST-FC红外搜索跟踪系统测试性软件的设计方法。根据IRST-FC的结构特点以及测试性要求进行详细分析，其次详细对本文所设计的软件系统流程进行描述，我们所设计的软件大大提高了IRST-FC接口模块的测试性，改变了以往“黑盒子”式的自测试方法，使用户在实际航电系统应用中，能够实时根据前端探测系统的CAN总线接口以及后端SPM检测到IRST-FC有关NVRAM、CPU、FLASH、SRAM以及FIC接口的状态信息，一旦产品出现故障能够快速定位并锁定目标，很大程度上提高了测试性以及稳定性。

參考文献：

[1] INCITS TR 31-3002.Information Technology-Fibre Channel Avionics Environment （FC-AE）[S].2002.

[2] 陈东成，朱明，郝志成，等.基于FPGA的Camera Link转HD-SDI接口转换系统[J].液晶与显示，2014，29（6）：1065-1070.

[3] Bosch CAN Users Manual Revision 1.2[Z].Robert Bosch GmbH，2000.

[4] 史久根，张培仁，陈真勇.CAN现场总线系统设计技术[M].北京：国防工业出版社，2004.

[5] 李媛媛，胡靖宇，张树兵，等.DAS-SPM通信接口模块的设计与实现[J].空间电子技术，2016，13（6）：34-38.

[6] 牛文生.机载计算机技术[M].北京：航空工业出版社，2013.

[7] INCITS TR 31-20020， Information Technology-Fibre Channel Avionics Environment-Anonymous Subscriber Messaging （FC-AE-ASM）[S].2008.

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