1、Q.J 中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ 2957-97 弹（箭）载计算机设计规范1997-03-13发布1997-10-30实施中国黠天工业总公司发布中型航天工业总公司黠天工业行业辑准弹（箭载计算机设计规范。1J295797 1 主题内容与适用范围本标准规定了弹箭载计算机的设计原则、设计要点和基本设计方法。本标准适房子弹箭载计算机的设计与验证。2 I用标准GB 7497微处理机系统总线EGJB 151 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求GJB 388 军用微型计算机机箱、插件的基本尺寸系列GJB 1032 电子产品环境应力筛选方法GJB/Z 299A 电子设备可靠性预计手册QJ 90
2、0微型计算机通用技术条件QJ 1417 元器件可靠性降额准则QJ 1515 平衡电压数字接口电路的电气特性（RS-422)QJ 2552 邱秘电路板计算机辅助设计规范QJ 2555 平衡数字多点系统使用的发送器和接收器电气特性（RS485) 3设计原则弹箭载计算机的设计应遵循下列设计原则s也注重综合设计与整体优化，保证实现产品部各项功能和技术指标，满足任务书要求并留有一定豹设计余董事b.把产品可靠性设计放在首位，采用简化设计、降领设计及成熟技术等措施pc.符合通用化、系列化和模块化要求，采用并形成标准化功能模块g充分考虑产品的安全性和可测试性s机被和电气接口符合有关标准gt兼重E技术先进性和继
3、承性，保证研吉普周期，降低质量成本zg.便于生产、调试、维护李白使用。中雷航天工业总公司19”03-13批准盼望7-10-30实施1 ,. 部坪硝视W恤喃呻拗叶吨咄咄俨斗洲南斗阳阳路洋浦部前阔叶口随同深刻料榕琴师用得陆陆年四44恤W川崎穿均。设计债务将 回旦旦才然构试验均占i+-Ld一一一一J| OMM哺榈叶啤J可TL稳研制方寨民计评审设计脸诋可在做预计与分析安全性分tli伽“模块ID:计豆J-方舶来论证休京生吉构设计功能改t十元器件选择软件设计副市系统设计一使用环塌分析成熟技术1J察试验llJ震惊设计元器件事辄1设计税序依附阁lQJ 2957 97 5设计内容5. 1 弹箭载计算机的基本要求
4、弹箭载计算机是指用于导弹或运载火箭飞行控制的嵌入式计算机。一般具有下列任务要求、特性要求和功能位能要求s.1.1任务要求a.吉普导控毒；b.稳定控制zc.姿态调整sd.时序控告事e.系统遥测参量形成。5.1. 2特性要求a，体积小、质量轻、功能低，b.适应导弹火箭发射和飞行等严襟环境zc.可靠性离多d.一次性使用事e.计算和控锚的实时注强。5. 1. 3 功能性能要求a.快速实对数据处理运算速度大于lMIPS);b.存储容量64512kB;模拟量输入316路，812位导d.模拟量输出36路，812位pe.脉冲数字量输入32路gr.角度量输入35路，1216位sg数字量输入输出言b.开关量输入输
5、出g时序接口号j.实at时钟精度10io2ox10-;k.弹箭地通信及多机总线通信功能，I.其它功能要求。5.2主要设计内容设计弹箭载计算机时，应综合考虑下列主要设计内容za.系统设计gb.功能设计3可靠性设计；d.电磁兼容性设计se.结构和环攘适应性设计事3 f.可测试性设计，g.安全性设计zb.冗余容错设计：软件设诗si，测试设计。6设计方法垂.1系统设计系统设计的主要任务是2a.任务协调gb.任务书分析：体系结沟设计sd.软硬件综合分析pe.处理器选择st元器件选择多g.可靠性分配。岳，L1 任务协混.IJ 己呈7梦7任务协调应做到满查任务环境，明确任务界面，理顾在该环境下计算机应完成的
6、基本任务，与任务提出方一起明确汁算机的基本要求和关键性技术指标。6.1. 2任务书分析任务书分析包括以下方面$也明确使用环婆条件，环境条件未哥哥确前，可按QJ900中的R类条件考虑gb确定计算机对外接口关系，明确接口信号定义、符号名称zc.确定接口类型、负载能力、精度要求、速度要求、隔离关系、电子及掠沛边值特性等基本参数多确定应用软件的实时周期需求各e，明确可靠性指标要求，明确产品验收条件和标准6.1.3体系结构设计体系结构设计应根据任务书要求，对系统拓扑结构、处理器类型、运算速度、可靠性指标进行综合分析，提出合理的体系结构方案。6.1.3.1 结构选择也若可靠度Rl.2 式中：T一一实时周期
7、sN 最低路径的指令条数zt; 第i条指令的执行时间同时注意到有些处理器指令是按队列预取的，实草草指令执行时间比理论上街短e多处理器结构还应考虑处理器向数据交换的效率岳.1. s. 3容量存储器容量决定于实际应用程序、系统程序和数据所占用的空间，设计时应留有一定余量（一般留有50%的余量处理器要能直接寻垃这些地址空间，一般不需要存储器管理部件来映射地址空间。但必要时可设施址分段保护。6.1.5.4 中断能力一毅要求处理器应具有不可屏蔽中断和可屏蔽中断能力，可屏蔽中断应为向量中断方式。6.1. 5. 5 用户和应用环境用户和应用环境应做到2也尽量选择用户已经熟悉并能够满足任务书要求的处理器zb.
8、根据应用环境条件，选择能适应这个环境条件要求的处理器6. 1. 6元器件选择合理选择和使用元器件是保证整机可靠性、降低质量成本的基本条件a元器件选择应遵循如下原则za.优先选用电子元器件优选吕录中的产品gb.雷产元器件优先选用符合国军标要求、有可靠性指标的产品，其次是七专产品；c.在保证满足任务规定功能和性能要求的前提下，进口无器件尽量选用著名公司成熟的井有良好生存能力最好有第二货源的通用产品sd.优先选用CMOS集成电路ge.首次选用的元器件应经试过试验和质量认证pf.同一品种元器件最好有工业品、军用品等不同质量等级，在常温下可以互换使用，以便于研制早期阶段采用工业品或民用品，节省研制费用。
9、无军用质量等级的产品不能选用，DRAM不能选用s各自制或定锐专用元器件、关键元器件和重要元器件J!j_单独提出技术和质量要求，并有质量保重董事6 QJ 2957-97 b.元器件佳能参数应满足降额要求z在坚持质量第一的前提下，兼顾质量成本部合理性6. 1. 7可靠性分配有关标准，将任务书给定的可靠性指标分配到弹箭载计算机的各个部守，供部件设计方案选择时参考。分配时要综合考虑各部件的复杂程度、重要性、技术成熟程度、质量水平及类似设备的可靠性水平等因素，做到尽可能的合理多机冗余结构还应考虑故瘁覆盖率和表决比较器的实际可靠度。6.2功能设计6. 2.1 功能模块划分在系统设计的基础上，按任务界面要求
10、对整机各功能进行方案设计，将整智L划分为若干个功能模块，向对应结合体系结构的特点综合考虑如下因素sa.体系结格确定始模块结构尺寸有效空阔及其系列标准gb.便于构成具有独立功能或组合功能始通用标准功能模块，模块写电气连接的合理性gd.模块功耗及散热措施se.外寻i线便于遵守双点、双线原则zr.离、低电压信号，大、小电流信号及高、低频率信号分隔原则$5严格控制印章g板层数事也可满试性设计要求。6.2.2功能模块设计6. 2. 2. 1 主规模块设计主机模块设计要点如下za.主机模块应作为具有独立功能和独立检测能力的单板计算桃设计，一般应包括处理器、存储器、中断控制、总线控制、实对时钟及远信接口等功
11、能部分Fb.含有ROM和RAM两种存储器，存储容量留有适当余量，可设计成用外接跳线适配不同芯片改变存储容量的方式，增强模块部通用性事本模块应具有一个通用计数器，就可用作看门狗，又可房子总线功能的检测，d.总线信号应进行双向缓冲处理ze.中断优先级建议按如于顺序设置$看门狗z存储君辈出错中獗，实时周期中断$协处理器中断言其艺实时事件中断；通信中断。f.模块内组合逻辑建议用PLD器件实现，g.通信协议应符合有关标准一般建议选fflRS-422标准，在选用RS-232C通信接7 QJ 2957-97 口时，应采用双向光藕攘离，注意光藕器件应加在接收端，选用型号最离传输速率不超过700kB/s，电流传
12、输比在30%100%为宜。6.2.2.2 电源模块设计混合集成模块电源的已经相当成熟，建议优先采用。在进行方案设计财应注意下列要点左a.正确选择DC/DC电源类型，电源容量应留有一定余量，以降低温升，保持较高的转换效率，提高工作可靠性e但余量不能太大，否则可能造成性能下降一般取额定输出功率的1/32/3为室sb.应选用输入输出纹波都较小的DC/DC模块电源3模拟量使用电源纹波一般要求小于100田V;c.确保DC/DC电源的隔离特性z一般应加入滤波器模块，以获得较好的电磁兼容特性，但要完全满足GJB151的要求，仅加一个滤波器仍不是充分的要e.除采用LC滤波外还需采用合理共地、接壳、输出线隔离屏
13、蔽等综合措施，抑制输出纹波在200mV之内，可以满足使用要求gr.在有严格的防静电要求时，应将各摸块电源的外壳与机籍亮体隔离，可选用导热橡胶或聚践雷旨薄膜作为绝缘材料，但这将降低输入滤波器的性能gg.多路输出的模块电源，若负载太轻或严重不平衡时，应另外增加功起电阻匹配5h.模块应具有独立金属亮体，以利于导熟和电磁屏蔽。器件表面温度以不太子85为宜。6.2.2.3 模拟量输入输出穰块设计6. 2. 2. 3. 1 本模块方案设计部重点在于如何保证小信号分辨率，特别是零位精度。设计时可以采用如下技术措施a.单独供屯，模拟地线与数字地线单点共地zb.输入输出地线应尽可能靠近模拟信号零位点，以消除继线
14、电流引起的固定误差sc.输入端加RC滤波网络。在满足系统动态要求的前提下，RC可靠较大值，一般R取lkO,C取0.。10.111F; d.特殊情况下，可采用商离电源6.2.2.3.2在不采用隔离电源的情况下，12位AID、DIA转换器满量程时可达到精度误差A/D小子15mV,D/A小子lOmV，完全能满足控制系统的使用要求6. 2. 2. 3. 3 在进行保护设计时应注意以下几点多a.A/D输入徐如RC滤波网络外，还应具有双向辛苦位佳能，可选用具有这种能力的模拟开关zb.D/A输出应串接约lkO的隔离电阻器，若要求为功放输出，也应在器件选择和线路设计时采取相应保护措施6.2.2.3.4 在选择
15、转换器转换速度和滤波网络参数时，应特别注意模块民动态特性并满足使用要求。在实时周期为ZOms的情况下，一般D/A输出建立时间小于5间，A/D转换时间8 QJ 2957 97 小子20阳。6. 2. Z. 3.S DIA输出应具有上电复位清零功能，那上电复位信号清除DIA数据寄存器，保持零位输出，不要等待初始化程序执行清零，以名免造成控制对象瞬间误动作。6. z. 2. 4 其它接口功能模块设计这类具有组合功能部模块一般包含数字量输入输出接口、时序量输出接口、开关量输入输出接口、角度量输入接口等，总体设计时应提出具体的实双方案，并应做到以下几点参a.尽可能采用可编程器件，满足用户使用的灵活性zb
16、.开关量接收采用查询方式，并用软件滤波方法消除系统子扰可能造成的不良影响。硬件设计时可相对降低抗干扰要求，用线接收费量或比较器作为接收电路，可保证具有定抗干扰电平z盖章111量或数字量输入接口建议主要采用PLD或ASIC器件实现，但要保证异步数据采集的正确性，无确定把握对应进行异步工作试验验证，主要臼输入端应采用具有施密中奇特性的电路进行缓冲，豆保证王、负阂筐Im差大于lV;d.尽可能采用光鹅隔离设计，以便减少电源品种，若不能采用黑离设计，输入端应增加双向籍位保护电路.CMOS电路作为接收电路时，每个输入端都应串接31忱。的保护电应器，防止意外电浪濡造成接收电路损伤ge.关键输入输出信号，应采
17、取适当的冗余设计，以保证其可靠性zf.串行数字量输入输出应考虑传输延肘，在对闯关系上留有足够余量，对不归零棋串行数据传输，一假采用移位脉冲前沿打入、后沿输出方式zg.有些输入量如实对起飞信号、加速度信号等应设计模拟信号生成回路，以方便系统仿真和应荒软件调试zb.关键输出量应设置闭环反馈吕路，以便在系统中进行正确性检查和故漳定位6.3可靠性设计产品的可靠性设计必须考虑简化设计、降额设计、容差设计、隔离设计及可靠性预计和分衍。6.3.1 简化设计在完成功能要求的前提下最大限度地采用成熟的设计技术，进行简化设计，减少元器件的使用数量，并应做到以下几点g使用成熟电路、标准的或专用的单元，用集成电路代替
18、分立元件多b.引用PAL、GAL、PLD、ASIC简化数字逻辑zc.使用iiJ编程器件代替组合逻程器件。岳.3. 2降额设计降额设计应包括热应力降额设计、电应力降领设计、力学应力降额设计等。6. 3. z. 1 热应力量隆重重设计通过降低功耗和导热等措施，降低机器内部的热应力，一般要求元器件表面最高温度不超过90，杭箱内的环境温度比机箱外的环境温度不超过25a岳.3. z. 2电应力降额设计9 QJ 257 97 也元器件部电应力降额应满足QJ1417的要求5b.滤波电容器的电应力烽额应尽可能加大s要求元器件供电电源电压变化不超过土5%1d.功率器件的工作电压不大于最大允许值的“%。岳.3.
19、2. 3 力学应为降额设计应尽量采用减振器或其它在E尼减振技术，以便改善机内力学应力环境，满足GJB1032 规定的筛选条件岳.J. 2. 4其它瘦额设计a.处理器及其他电路的工作频率降额2器件负载能力降额。6. J. 3 容差设计（边缘性能设计信号电平与时钟关系如图2所示vfh山几飞，4飞. 与毛b时钟左V知如图2信号电平与对钟关系示意离吉思中zt.i一一信号电平建立最早的时feJ;t必一一信号电孚建立最晚的时间s(t, +r 10 其中：t，一一预量时间；t，一一保持对（l哥sQJ 2957箩？tdf一切t. 设计余量，一般应使r尽量大e岳.3. 4稿离设计a.与供电电源系统隔离事b.与弹
20、箭上其他分系统隔离ac.与地在5系统隔离s与大电流输出系统隔离。岳.3. s可靠性设计可靠性预计是系统设计的重要环节，在方案论证阶段可按元器件计数法进行可靠性预计，用以检查方案始可行性方案设计完成后可按元器件应力分析法进行可靠性预计（具体参见GJB/Z299A的规定，写出预计报告，表魏可靠性预计值是否达到j任务要求，并指出预计失效率较高始部位e6.3.6 可靠性分析可靠性分析是可靠性设计的重要组成部分，主要包括故薄模式、影响及危害度分析(FMECA），放肆树分析(FTA），浴通路分析（SCA），通过分析找出设计中的薄弱环节，完善系统设计方案6. 4 电警兼容性设计电磁兼容性设计主要包括接地设计
21、、屏蔽设计、电磁子扰和话电放电（EMI/ESD）防护设计及抑制设计等，以满足GJB151. 3或待定的弹（箭）电磁环境要求。6.4.1 接地设计a.尽可能使独立电路各自形成国路，减少地线阔的电流藕合，小信号地线与大信号地线分开，模拟地线与数字地线分开，继电器等大电流器件要单独接地，b.合理地布局地线，使电流尽可能局限在小范畏内；c.根据地线电流大小、信号频率高低、传输距离远近，选择相应形状的地线和接地方式，如双绞线，屏薇线的多点接地，单点接地、隔离、去摘等措施。6.4.2 军事蔽设计a.机亮具有电连续性，表露涂敷导电材料：b.外接线缆采用屏蔽线，并采用整体屏蔽材料进行屏蔽sc.机箱拆装连接部位
22、的接合处采用导电橡疲材料gd.电缆座与机箱按合部位采用导电橡胶衬垫6. 4. 3 电毯子扰和董事电放电防护设计a.正确使用双绞线或屏蔽线，印娓板布线应遵循QJ2552设计规范布局，合理选择滤波电容器类型、数量和安装部位多b.在信号输入端主E电惑和电容滤泼，11 tjJ 2957-97 c.在信号输入端加正、反向籍位二极管zd.合理使用具有一定钝值的器件作为输入信号的整形和缓冲ze. t圭线传输龄要加终端匹配电隘，以解决信号匹配和反射干扰问题，推荐采用并行或功率终端形式zr.器件所有无ffl输入弓i辨不应悬空6. 4. 4 抑制设计a.在电源上编入输出回路加大抑制性滤波电容gb.功率器件输出要抑
23、叙i波形的上升草草下降速率，c.继电器线蟹两端主自防反？中放电二极管，触点采用防抖动措施sd.合理使用离速器件，能用低速器件时尽量不用高速器件se.应注意选择性能参数满足GJB151. 3有关要求的模块电源和电源滤波器。6. s安全性设计a.允许局部采用冗余或率并结构李b.当输入接口穰件内部无保护电阻时，要在输入端串接适当电庭或双向籍位电路以保护接口商端器件z输出接口在允许的情况下要加保护电阻，防止外界电脉冲的冲击造成器件损坏事d.在系统中确保机壳的良好接地se.硬、软件设计要确保系统级安全要求。6.6 结构和环糠适应性设计结构和环境适应性设计包括结构形式、材料选择屯箱体设计、减振与拟制设计、
24、热设计、密封与屏蔽设计、电连接器选用、特殊环境下的适应性设计等。6.6.1 结构形式结沟形式分为za.整体机箱结构，b.积木结构6. 6. 2材料选择材料一般为硬铝LY12-R,6. 6. 3 箱体设计拚接组装结构，箱体倒壁开有插板导槽，外侧有横向筋，箱壁有效厚度为23mm.建议采用ATR机箱6. 6. 4 草草振与挪和j设计a.整体振动摇离减振可选三向减握器或钢丝绳减振器，b.结构阻尼减振，采用粘弹性应尼材料，构成约束型应尼结梅印制板gc. I司一机箱同时采用两手中减摄方案对应注意其谐振频率比必须太子2，整机共振点要避开全弹共振频率6. 6. 5热设计热设计应以传导散热方式为主，器件热流途径
25、是器件芯片器件外壳导热板机箱12 。32957-97 璧机箱外空间，热设计最终效果应保证在离温环境下器件表面温度差小子3oc。岳.6. 6 密封与屏蔽设计a.结构要做到j良好密封，机箱表面要作防护性涂敷处理g也整个机箱要能够构成电的连续导体，重点处理好接缝和孔源、采用导电条、垫绳嵌合组装波导管进行衰减，并用导电胶充填垫缝多机箱外壁涂镀复合金属层，以取得较小电阻值，使整体屏蔽设计效果在lOOMHzlOGHz衰减60dB.岳岳.7电连接器选m应优先选用线簧插孔的电连接器6.6.8特殊环境下岱适应性设计特殊环境下的适应性设计包括真空环境热平衡设计、耐热冲击设计、电磁脉冲环境防护设计岳岳.8.1.空环
26、镜热平衡设计箭载计算机有可能较民对l湾裸露于深空环境中工作，应进行热平衡铛算以选择机章程表面的太阳吸收比和半球发射率，确定表面处理工艺6.岳，8.2耐热冲击设计出于在弹箭上安装部位的关系，飞行过程中计算机有可能受到来自发动机的热流冲击鲁应进行瞬间热流影畹模拟试验或估算。并采取适当防护措施岳6.8. 3 电磁脉冲环撞防护设计在深空工作的箭载计算机，还应参照星船载计算机环境要求进行空间电磁脉冲防护设计岳.7可源试键设计可测试性设计是弹箭载实时控制计算机设计、生产和维护的重要组成部分，总体设计对应作如下考虑ga.微处理器芯片靠诊新软件进行测试sb.选Jjfi可编程器件进行写读测试事关键性输出的状态I
27、读测试d.输出输入的反馈泌试事e.存储器梓711的测试和诊断利用纠检错码进行硬件检测利用代码和及其它布码进行软件检查6. 8软件设计6. s. 1 软件需求在计算机系统设计时要对软件设计提出设计要求，其中包括开发环境、使用语言、功能要求、软件接口、可靠性及使用要求等，并在研制的特定阶段为软件人员提供开发平台，包括开发支撑环境，硬件的使用说明文挡。使用说明中应包括硬件设计的基本组成和原理，存储空闵和1/0空间的地址分配，复位状态，中断及DMA处理方式，与编程相关的时序说碗，可13 QJ 2957 97 编程接口的编程说明书及规定的工作方式等所有与软件格关的细节说明6.8.2软件组成计算机软件包括
28、系统软件和应用软件两部分一般情况下，应用软件由用户编写，系统软件由计算机研制方提供系统软件一般包括2上电诊断软件z监控软件多根据任务书要求可为用户提供系统词用、过程和函数调用等功能性软件模块，复杂的计算机系统应为用户提供实时内核、放肆诊断及容错管理等软件。岳.8. 3监控软件的功能要求监控软件包括初始化积基本功能两部分要求。6.8.3.1 初始化a.所有的可编程器件初始化gb.中断向量表和系统词用表初始化g初始化所有无用地址的内容为空操作指令或单字节返回指令事d.上电时状态施统性可能导致系统不正常的部件或苦苦件应优先初始化6. 8. 3. 2基本功能显示、修改、比较、移动、设置断点、跟踪执行、
29、汇编、反汇编等调试功能gb.与地面计算机系统通信、数据传送过程应具有误码检查和重试功能g文件级上行加载功能pd.文件级下行存盘功能e上述功能的实现应由地面计算机（一般选用PC机辅助完成。当弹曹营载计算机处理器型谱与地面计算机不一致时，地面机必须具有交叉编译器为节省存储空岗、提离可靠性，应尽量压缩监控程序的规模，一般只要求功能够用，不必求全齐备，容量一般限制在16kB以内，程序应困化在EPROM或PROM中哥.8. 4上电诊断软件功能上电诊断软件应具有以下功能za.CPU关键指令测试在b. RAl莲、ROM混试g可编程接口器件事曾试3专用反馈图重各测试，总线测试zf.实时对铃测试。上电诊断测试不
30、应对系统级回路产生不良影响。乱事.s 实时内攘的基本功能对于应用背景复杂街弹箭载计算机，应为用户提供一个较好的实对内核软件，为实时多任务提供最基本的支撑环境。由于它占用了内存空闵，所以在满足要求的前提下应尽可能简化设计，其基本功能如下a.实时时钟管理参14 缸任务谓度管理zc.优先级管理pd.任务阔步和通信ge. I/O驱动和管理QJ 2957-97 根据任务要求的不同，实时内核占用空间一般在416kB，困化在EPROM或PROM中。6.9 测试设计测试设计是指对弹（箭）载计算机实施单元测试的硬软件设计。6. 9. 1 基本要求单元事曾试系统设计是弹箭载计算机设计的重要组成部分e单元测试的任务
31、是利用专用的测试设备和测试软件对弹弹载计算机功能、佳能实施全面的测试，验证弹曹营载计算机是否在电气上具备直接交付系统使用的条件单元测试系统也可作为弹箭载计算机调试、试验和考核整收专用设备使用。单元测试盛雪基本要求有以下几点z也实现对弹箭载计算机的基本功能混试sb实现对弹箭载计算机的接口测试zc.实现对弹箭载计算机各项性能指标部测试gd.实窥计算机所有对外接点的通导测试p具有故障的定位和局部冗余的检测能力事f.测试过程自动化程度荡，结果处理可具有简易图形和语音输出扩展能力，支持汉字操作事g.尽可能模拟实际使用的边界条件。9. 2测试系统基本组成单元测试系统自以下基本部分组成sa，以加固型微机系统
32、作为测试计算机，b.专用测试控能仪事专用测试电缆sd.专用测试软件事带IEEE-488接口部通用测量仪器st供电电源。6. 9. 3功能设计要点设计对应以硬件、软件综合优化为原则，能用弹（弹）载计算机自行完成的测试功能尽量不放在测试计算机上，能够用软件完成的测试尽量少用硬件去傲。被测试弹箭载计算机的所有对外接点都须一一捡溅gb.具有特定驱动能力要求的输出信号通过测试控告。仪连接等效负载g输出和输入具有匹配特性的信号可遥过测试控锁仪一一直接对接，元匹配待住但类型相似信号可以通过测试控制仪变换后对接s15 QJ 29王797 d.对关键和重要接口信号在测试控制仪上设有直观显示事e.测试控制仪一般应
33、设有方使用户仿真试验的开关、按键、接线柱和秒计数显示，支持现场仿真，f.在测试计算机中插入专用接口卡以适应不同事医试项目要求，并注意以下几点z可用带多路开关的高精度AID转换卡实现对10位以下精度的模拟量测试，若被测量为12位以上精度时，要用带多路开关的IEEE488总线接口卡和数字电压表获得更高的测量猪皮用16位分辨率的DIA卡产生的模拟信号作为信号源，实现对弹曹营载计算机的12位以上AID转换精度测试。用DRC产生角分量信号实现对弹箭）载计算机的角度转换的精度测试ffl II苦闷间隔控制计数法实现时钟频率精度的测试通信接口卡具有与弹（吉普载计算机以及其它电子设备的通信能力g.测试软件应做到
34、以下几点g满足使用要求，具有拍测、连测和循环测试选择能力p具有方便录活的组合理整试功能多有较好部交互式人机界面，操作方便s便于维护和修改，6.10冗余容键设计随着弹（箭）载计算机功能要求的增加，其复杂度也在迅速提高，尤其是用于运送飞船的火箭，其容错度和可靠性要求也越来越高，只靠提高元器件的质量难以达到要求。需要采用容错设计，才有可能保证系统在发生放肆时正常完成其功能。在容错设计时应待到注意防止或尽量减少单点放瘁，合理采用软硬件相结合的容错设计技术。6. 10. 1 冗余类型被盘否可靠性要求的不同，弹曹雪载计算机较多地采用如下几种冗余类型3a.局部冗余sb.双机冗余zc.三机冗余$d.复合冗余双
35、机冗余或多机降级为双机，一般都要求单机具备较强的自诊断能力、故障覆盖率大于0.屿，才能发挥冗余设计的效果，否则不一定能提高可靠性。6.10.2冗余方案根据任务和可靠性要求的不同，合理地选择设计方案是非常重要的，对飞行时间短的运载火箭可以不考虑按整机冗余来选择设汁方案，可以根据对整机薄弱环节的分析，选择局部冗余的方案对飞行时间长的或关键性的运载火箭计算机要考虑空闵单粒子效应的影响，但可以不必考虑总剂量影响e为确保容错度与安全性要求，可以采用整机冗余或复合冗余设计方案e6. 10. 2. 1 局部冗余16 a.防止短路故障的串联模块结构sb.防止开路故障的并联模块结构gQ2!157!17 c.防止
36、任何类型故障的事并结构，例如继电器勉点的串并结构，如图3所示zd.模块级三模冗余结梅，例如D/A转换器的主模冗余结构，如图4所示。6.10.2.2双机冗余采用双机协同输出选择方案。双杭执行梅同的程序，处理招同的数据，输出按优先级选择。每个计算机都有完备的自检测功能，每个实时周期都要执行自检测程序，并进行结果比较e当出现结果不一致时，判别检测结果如果发现优先级离的出错，则进行切换，优先级低的出错不进行切换a切换机和j有两种，那自主切换和被动强制切换图3继电器触点串并结梅示意图D/Al D/A2 D/A.3 图4D地转换器的三摸冗余结构示意m6.10.2.3 三者L冗余三机执行相同功能龄程序、软件
37、结果表决，机向具有冗余的通信回路。计算结果由通信17 QJ 2957-97 和同步机制控制进行传送，按优先级选择输出正确结果，若保留逐步降级策略，员且每机必须具有硬件支持的检测功能6. 10. 2. 4复合冗余复合冗余是将整机划分为若干模块，模块间可以采用不同的冗余方案，这种方案的关键在于要有功能模块级冗余能力，并应做到以下几点za.存储器具有奇偶校验位，CPU具有完备自检测能力，岳关键部件为串并冗余结构，钝如程序脉冲输出信号；c.双冗余输入，便如加速度输入信号，软件进行合理性费HJIJ.d.三冗余输入，例如开关量输入信号，软件进行三中取二判别$三冗余输出，例如D/A和时序信号输出。7设计验证
38、设计验证的目前是通过模拟试验和祥机试验，验证设计与任务书和总技术条件的符合性及设计余量7. 1模拟试验方案设计阶段主要采用模拟的试验方法，验证设计的正确性，以免造成设计上的重大改动，保证正常的研制进度。槐任务要求一般应进行下列模拟试验sa.逻辑模拟在模块的CAD阶段，应进行CAD软件支持下的逻稳模拟，以验证逻魏设计包括速度、Ht间关系的正确俭，发现问题及对进行设计修改b.模拟振动试验本项试验可在模块级及设备级分两级进行。主要验证结构强度和设计应达到部抗振特性，包括减振设计效果、共振特性以及关键点包括模块内关键点振幅放大特性的事曾定应采用质量不大于袍的振动传感器检测模块肉关键点的振动特性，以免影
39、响测试的真实性。摸块级试验的目的之一是验证模主任设计支持按GJB1032进行模块级振动应力筛选的佳能，要求板内关键部位最大的响应不大于15g，以保证筛选部合理性。c.热环境模拟试验要求在离低温环摄下，测量出模块和整机内部热分布情况，以验证所采用的热设计的有效性，若要求设备长期在真空环境下使用、还应进行真空环境下的热模拟试验，测量机内关键部位的热平衡情况，验证热设计和表面涂复设计的合理性d.气压试验有密封要求的设计应进行本项模拟试验，以验证机箱的密封和耐压性能e.其他模拟试验如电磁兼容试验，以验证功率部件的电磁兼容设计和机箱的电磁房蔽设计。7.2样机试验7. 2. 1 功能测试功能测试结果应符合
40、设计任务书的要求其基本内容如下g18 岛上电初始化功能，b.地空通信功能事监控程序和诊断程序功能，总线协议多e，中断处理功能zf.存储器保护功能gg.编译码及纠检错功能zb.输入输出功能sQJ 2957 97 其它要求的功能，如DMA功能、冗余管理功能等7.2.2电气性能源试a.运算速度测试sb.实玲对钟精度测试sc. AID、DIA、RID等转换精度测试3d.通信传输误码率测试5功率输出驱动能力测试zf.关键信号波形及对序关系测试$8电源拉偏及输出纹波测试b.电气隔离及绝缘特性测试事I.设计要求的其它特性测试，如冗余设计故撑覆盖率测试z稳定系统要求的动态特性测试z系统软件及冗余管理软件执行时
41、闵测试等7.2.J 系统试验与验证方案样机提供给使用单位进行应用软件调试并参与分系统、系统试验包括2品市j导、稳定、姿控仿真试验gb.分系统匹配试验，包括控制系统、遥测系统、安全系统等p系统匹配试验事系统要求的其它的试验e8 设计评审根据各项试验和验证结果修改方案设计，进一步进行任务书协调并确认设计技术状态，为初样设计提供依据。按规定程序进行方案设计评审。评审透过后转入工程研制阶段19 20 QJ 2957 97 附加说嘿z本标准由中国航天工业总公司七0人所提出本标准出中国航天工业总公司七七一所负责起草。本标准主要起草人g子伦鼓、吴继全、蒋轩祥。kAmKFUEN。中国魏天工业总公司航天工业行业标准弹箭载计算机设计螺莲QJ 2957-97 中国航天工业总公司第七。八研究所出版发行七OJ.E育费苦版印麟1997年8月出版定赞，s.50元
