论文部分内容阅读
【摘要】论文结合故障注入设备的特点，在阐述注入设备操作性、通用性、拓展性以及无破坏性的基础上，设计实现了一种自动控制注入设备，设计了输入设备的结构框架图以及设备主要的模块框架图。
【关键词】自动控制；故障注入设备；设计
自动控制故障注入是对产品进行检测实验以及验证容错系统的技术手段之一。利用故障注入这一形式，设备检测实验能在UUT（被验证单元）进行机内测试功能的诊断以及外部测试功能诊断的验证。在科学技术不断进步发展的背景下，自动控制故障注入这一技术已经全面代替传统的手工的故障注入技术。在验证容错系统的过程中，故障注入能客观评价整个系统的容错能力。当前从验证对象不同的技术状态进行划分，可将故障注入这一技术分为两大类型：一是应用到成品中的技术，一是在产品模型或者产品开发设计状态中的技术。
当前故障输入技术能有验证对象进行紧密的联系，但是无法直接在电子成品设备中进行验证，所以，自动控制故障注入设备的设计与实现成了该领域的重点以及难点。
一、自动控制故障注入设备结构设计
1.自动控制故障注入设备结构研究
自动控制故障注入设备包含了多个模块，各个不同的模块功能各有特点。
数字控制的主要功能在于对软件发出的命令进行接收，形成对应的控制信息；控制软件能对故障注入设备的相关数值进行设定、控制，外界测试器测试出的结论将向控制软件进行反馈，做出故障结果的分析以及处理动作；驱动放大模块主要功能在于放大控制信号，驱动加强信号的接收以及切换模块，驱动故障控制模块；注入设备的信号接收模块功能在于提供UUT信号接收线口，在还未进行故障注入时保证UUT能够进行正常的工作，所谓接口适配器能将故障注入设备与UUT进行匹配以及连接，类型各异的UUT适用于不同的接口适配器类型，以此来提高故障注入的实用性能；另外，注入设备的信号接入总线主要是利用接口适配器，将UUT的信号线与故障注入设备进行连接，免于在大量故障接入过程中再重新进行连线，最终保证注入故障的实用性以及操作便利。
该注入设备结构还包括以下部分：故障注入总线主要是用来进行故障注入操作；信号切换模块以及注入模块主要以故障注入要求为前提，将相对的信号与总线发出的信号进行切换；故障注入能对不同类型的故障注入进行操作，显示模块会将与总线进行连接的信号注入至总线信号通道，在通道上完成故障类型的设置。
2.自动控制注入设备设计工作原理
在自控注入设备设计与实现过程中，主要工作原理在于利用设备控制软件实现故障参数的注入，通过数字控制设计模块，控制软件形成信息被解析成为控制信号，利用驱动放大模块来将信号进行放大，利用驱动控制接收模块、故障注入模块等运作，最终实现故障的自动注入以及撤销。
设计故障注入设备的重点在于实对设备的实用性能、通用性能及完整性能做充分考虑。在通用性设计中，UUT与接口适配器注入设备分离，可对UUT进行信号处理时了使用耐大电压的电流器件，将UUT的信号兼容能力进行提升。在操作性能的设计中，将接口适配器所需要的UUT信号一次性与故障输入设备进行连接，利用显示模块对控制指令进行确认，保证指令的正确执行，如此便于进行多种复杂的软件操作。在设备完整性设计方面，故障注入相關模块进行了保护性相关安排，能够免于物理性质损坏UUT相关的电子元件。在注入设备的拓展性方面，信号拓展接口以及信号切换对应模块在接入信号时实现了能力拓展，而故障注入模块则直接开拓了故障注入能力。
二、注入设备重点模块设计
1.输入设备故障注入模块设计
故障注入模块包括多种故障类型：错误信号、短路信号、串联电阻、固高信号以及信号与电阻产生地面搭接等。
信号串联电阻的主要原理图如上。在必要的条件下，可对电阻进行多个组合完成阻值的匹配，阻值选择主要通过驱动大模块以及数字控制模块进行确定，利用K1、K2完成操作，再将电阻与对应的故障注入总线进行串联。
2.控制软件的设计
故障注入自动控制软件的运用原理主要是：在注入设备参数得以建立之后，利用自动控制使用界面产生和形成了注入参数值，产生同UUT的故障参数相关的数据文件，形成UUT不相关的控制数值等，向UUT注入故障注入设备的故障信息，在此基础上对相关的信息以及最终的注入效果进行结果的收集，产生输出数据的形式文件，便于进行分析。
3.自动控制故障注入设备的实现
在设计故障注入设备的前提条件之上实现自控故障注入设备，这一故障设备总共含有了四十多条信号通道接收总线以及三条故障注入总线。在注入设备控制软件设计中，在WINDOW平台上进行操作，利用BASIC语言进行编写，设备采用110v额定电压以及1A额定电流类型继电器，注入设备的数字控制模块利用PCI插件版。
在对设计的故障输入设备进行注入实验过程中，主要的故障注入部位是注入设备内的串行通信线，这一总线设计具有对应的设备接口适配器，利用数字化的波形采集器采集故障波形信息，累计注入68个故障。
三、结语
自动控制故障注入设备在进行故障注入设备性能实验中占有重要地位和作用，当前须根据实际的故障注入要求，在坚持故障注入设备扩展性、实用性、操作性以及无破坏性基础上进行自动控制技术的设计以及研究，通过系列的实验对注入设备实际效果进行验证。另外，注入设备之间含有可插拔的连线，其电流以及信号电压保持在中、低取值范围，但是这一故障注入设备包含的故障类型仍然不全面，在日后的设计中仍需要加强和完善。
参考文献
[1]赵阳.总线故障注入器的研究与设计[J].计算机工程与设计，2012，33（1）.
[2]徐建军，谭庆平，李建立，李剑明.一种基于格式化标签的可扩展控制流检测方法[J].计算机研究与发展，2011，48（4）.
[3]石君友，陈帅，徐庆波，李郑.样本集充分性度量数据建模与软件设计[J].测控技术，2008，27（10）.
【关键词】自动控制；故障注入设备；设计
自动控制故障注入是对产品进行检测实验以及验证容错系统的技术手段之一。利用故障注入这一形式，设备检测实验能在UUT（被验证单元）进行机内测试功能的诊断以及外部测试功能诊断的验证。在科学技术不断进步发展的背景下，自动控制故障注入这一技术已经全面代替传统的手工的故障注入技术。在验证容错系统的过程中，故障注入能客观评价整个系统的容错能力。当前从验证对象不同的技术状态进行划分，可将故障注入这一技术分为两大类型：一是应用到成品中的技术，一是在产品模型或者产品开发设计状态中的技术。
当前故障输入技术能有验证对象进行紧密的联系，但是无法直接在电子成品设备中进行验证，所以，自动控制故障注入设备的设计与实现成了该领域的重点以及难点。
一、自动控制故障注入设备结构设计
1.自动控制故障注入设备结构研究
自动控制故障注入设备包含了多个模块，各个不同的模块功能各有特点。
数字控制的主要功能在于对软件发出的命令进行接收，形成对应的控制信息；控制软件能对故障注入设备的相关数值进行设定、控制，外界测试器测试出的结论将向控制软件进行反馈，做出故障结果的分析以及处理动作；驱动放大模块主要功能在于放大控制信号，驱动加强信号的接收以及切换模块，驱动故障控制模块；注入设备的信号接收模块功能在于提供UUT信号接收线口，在还未进行故障注入时保证UUT能够进行正常的工作，所谓接口适配器能将故障注入设备与UUT进行匹配以及连接，类型各异的UUT适用于不同的接口适配器类型，以此来提高故障注入的实用性能；另外，注入设备的信号接入总线主要是利用接口适配器，将UUT的信号线与故障注入设备进行连接，免于在大量故障接入过程中再重新进行连线，最终保证注入故障的实用性以及操作便利。
该注入设备结构还包括以下部分：故障注入总线主要是用来进行故障注入操作；信号切换模块以及注入模块主要以故障注入要求为前提，将相对的信号与总线发出的信号进行切换；故障注入能对不同类型的故障注入进行操作，显示模块会将与总线进行连接的信号注入至总线信号通道，在通道上完成故障类型的设置。
2.自动控制注入设备设计工作原理
在自控注入设备设计与实现过程中，主要工作原理在于利用设备控制软件实现故障参数的注入，通过数字控制设计模块，控制软件形成信息被解析成为控制信号，利用驱动放大模块来将信号进行放大，利用驱动控制接收模块、故障注入模块等运作，最终实现故障的自动注入以及撤销。
设计故障注入设备的重点在于实对设备的实用性能、通用性能及完整性能做充分考虑。在通用性设计中，UUT与接口适配器注入设备分离，可对UUT进行信号处理时了使用耐大电压的电流器件，将UUT的信号兼容能力进行提升。在操作性能的设计中，将接口适配器所需要的UUT信号一次性与故障输入设备进行连接，利用显示模块对控制指令进行确认，保证指令的正确执行，如此便于进行多种复杂的软件操作。在设备完整性设计方面，故障注入相關模块进行了保护性相关安排，能够免于物理性质损坏UUT相关的电子元件。在注入设备的拓展性方面，信号拓展接口以及信号切换对应模块在接入信号时实现了能力拓展，而故障注入模块则直接开拓了故障注入能力。
二、注入设备重点模块设计
1.输入设备故障注入模块设计
故障注入模块包括多种故障类型：错误信号、短路信号、串联电阻、固高信号以及信号与电阻产生地面搭接等。
信号串联电阻的主要原理图如上。在必要的条件下，可对电阻进行多个组合完成阻值的匹配，阻值选择主要通过驱动大模块以及数字控制模块进行确定，利用K1、K2完成操作，再将电阻与对应的故障注入总线进行串联。
2.控制软件的设计
故障注入自动控制软件的运用原理主要是：在注入设备参数得以建立之后，利用自动控制使用界面产生和形成了注入参数值，产生同UUT的故障参数相关的数据文件，形成UUT不相关的控制数值等，向UUT注入故障注入设备的故障信息，在此基础上对相关的信息以及最终的注入效果进行结果的收集，产生输出数据的形式文件，便于进行分析。
3.自动控制故障注入设备的实现
在设计故障注入设备的前提条件之上实现自控故障注入设备，这一故障设备总共含有了四十多条信号通道接收总线以及三条故障注入总线。在注入设备控制软件设计中，在WINDOW平台上进行操作，利用BASIC语言进行编写，设备采用110v额定电压以及1A额定电流类型继电器，注入设备的数字控制模块利用PCI插件版。
在对设计的故障输入设备进行注入实验过程中，主要的故障注入部位是注入设备内的串行通信线，这一总线设计具有对应的设备接口适配器，利用数字化的波形采集器采集故障波形信息，累计注入68个故障。
三、结语
自动控制故障注入设备在进行故障注入设备性能实验中占有重要地位和作用，当前须根据实际的故障注入要求，在坚持故障注入设备扩展性、实用性、操作性以及无破坏性基础上进行自动控制技术的设计以及研究，通过系列的实验对注入设备实际效果进行验证。另外，注入设备之间含有可插拔的连线，其电流以及信号电压保持在中、低取值范围，但是这一故障注入设备包含的故障类型仍然不全面，在日后的设计中仍需要加强和完善。
参考文献
[1]赵阳.总线故障注入器的研究与设计[J].计算机工程与设计，2012，33（1）.
[2]徐建军，谭庆平，李建立，李剑明.一种基于格式化标签的可扩展控制流检测方法[J].计算机研究与发展，2011，48（4）.
[3]石君友，陈帅，徐庆波，李郑.样本集充分性度量数据建模与软件设计[J].测控技术，2008，27（10）.