论文研究-基于E语言的故障建模方法研究.pdf

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为适应故障注入的自动化和实时性要求,针对试验人员需在试验开始前给出故障信息和编写试验方案,提出产品故障、元故障和故障模型概念,提取产品故障和元故障特征。在此基础上,采用IEEE Std 1647TM-2006的“E”功能验证语言,描述故障特征、构建故障模型,并给出故障模式的描述方式。最后以某电子飞行显示系统为应用案例,案例表明,故障模型及其描述方法可有效地提高故障注入的自动化和实时性水平。
第10期 黄抚群,等:基于E语言的故障建模方法研究 3777 也是一种应用编程语言"。通常用于电子设计中的基于仿真3.3基于故障模型的故障模式描述 的自动化验证3。E语言可用丁编写验证环境,提供功能 故障模型给出了障的特征及其描述原型,故障模式是故 验证的环境模型,包括设计需要满足的一些歆障条件。E语言障模型的实例。以下给出故障模式描述方法: 以功能验证为基本特征,又完全具有高级语言的用户化特点。 a)产品故障模式描述方法为 测试性试验验证系统与电∫验证系统存在许多相似之处 FP M.FP Mode E语言切合故障建模及编写试验方案的要求,如可用ru描述 FP setvalue FP_M, FP_L,FP_N, I, Ai 试验开始、quit控制试验结東、wait控制试验等待时间、 if else\ b)元故障模式描述方法为 repeat. until等控制试验的沇程、ie数据类型描述元故障注 FA NFA mode 入时间、 seqnence描述元故障序列。本文使用F语言的语法和 FA setvalue FA_model, FA_S, FA-L, Ti, T, 语义对故障特征进行描述,形成故障模型 注:故障注入时间为FAT=T:+T。其中:T:为故障注人 3.2基于E语言描述的故障模型 设备与被测系统校准时间,由实现层获取,试验人员只用给出 E语言包括四个层次,即 statements、 struct members、 action 间隔时间T,其单位为运行周期 和 expressions顶层结构 statements,以符号〈'开始,符号结 )元故障序列的描述方法为 束; struct定义数据、方法和事件; actions是操作 struct的程序构 sequence_N=FA_N; FA_N2:FA_V. 造; expressIons换作符和操作数构成的表达式。后两种结构 在试验开始前,试验人员只需按照故障模式描述方式描述 必须与 struct中定义的域结合使用才有效 待注人的故障模式,设备实现层将其解释为硬件可识别的信 故障模型是故障特征的描述原型,不涉及具体的实现。个息,存储在相应的存储单元中,试验开始后即可自动化注入事 文将产品故障和元故障定义为两种tmt,故障特征分别定义先定义好的故障 为sme成员。 4应用案例 产品故障特征中,故障模式为一个字符串类型,试验人员 口 赋值为模式的关键字,增强可理解性;故障位置为一个四维4.1试验对象 列表;故障序号为整型;重要度和故障率为浮点数;相关特征为 图2为某电子飞行显示系统的BI验证试验。该故障注 字符串型,试验人员可用上面规定的符号写出表达式措述相入设备”通过注入RS422通信故障来模拟雷达告警系统相 关关系,如A→B,表示故障A引发故障B,试验设备即可进行关故障。当显示系统接收到通过RS421传输的某信号值超出 故障等效分析 0-128时,认为雷达告警系统给出了告警信号,进而进行故障 产品故障模型如下 处理 电子飞行显示系统 小部件 struct fp model 测试性 前舱 RS422信号 显示部件 Rs42处理机+42 验证下S-4221告警 系统 FPM: string;//障模式 (后舱 RS-422 系统 FP1:list0..3];/故障位置 图2某电子飞行显示系统BIT验证试验 FPN:iut;/故障序号 I:foat;//重要度 4.2故障特征及描述 : float;/畋噎率 n)产品故障特征。失去雷达数据( radia dala lost,RD.), orrelation: string;//相关特祉 发生在告警系统级别,即位置为Sys(1) Subsys(0)IRL(0) 元故障特征中,元故障标志为一个字符串。由于试验设各 SRU(0),无其他相关的产品故障,重要度为0.9,故障率为100 能注人的元故障类型一般为事先设计好的有限几类,元故障类Fit,选做试验样本,序号定为1。 障注人时间的基准时间需要设备校准获取,定义为一个方法,电子飞行显示系统而言,该故障可在RS422总线上等 对 型定义为枚举型;故障注入位置一般为地址码,定义为整型;故 其单位为ime类型;故障持续时间为time类型。 b)第一个元歆障特征如下: 元故障模型如下 (a)故障标志:RwS_1。 b)元故障类型(FAS):数据错误,为255。 struct fa ulel (c)注人位置(FA_L): Bus aud=11100110=230 (d)注入时间(FA_T):进行零时刻校准(由设备实现层确 FAN: string://元故障标志 定)后的100个系统运行周期,每个运行周期为125m FA_S:「FA_1;FA_2;FA_n1;/元故障类型 (e)持续时间(Tp):1个运行周期 FA_L:int;/故障注入位置 c)第二个元故障特征如下: FA_T(T, time, T, time)[: time] inline FA_T=T2+T1;}/故障注入时间 (a)元故障标志:RWS_2。 Tn;tine;/故障持续时间 (b)元故障类型(FAS):信号线固高,描述为Z。 (c)注人位置(FAL): Bus addr=11101110=238。 (d)注入时间(FAT):进行零时刻校准(由设备头现层确 3778 计算机应用研究 第27卷 定)后的200个系统运行周期,每个运行周期为125ms cation techniques, RADC-TR-86-241[R. 1987 (e)持续时间(T):12个运行周期 [2]徐萍,康锐考虑FDR的测试性测定试验及其相关方法[J].北京 4.3故障模式描述 航空航天大学学报,2007,33(3):357-360 [3]徐萍.測试性试验方法与试验平台研究[D].北京:北京航空航 按照故嫜模式描述方法分別描述三个故障模式,并定义故 天大学工程系统工程系,2006 障序列,由上述两个元故障组成。故障模式描述如下 [4]石君友,田仲机内测试定量要求的现场试验验证方法研究[J RDL1: FP model://RDL1为产品故障模式 航空学报,2006,27(5):885-887 FP setvalued:RDI.1,[1;0;0:0],1,0.9,100 [5]石君友,康锐基于通用充分性准则的测试性试验方案研完[J RWS1: FA model;//第一个元畋障 航空学报,2005,26(6):691-695 FA setvalue1,255,230,100,1 [6]李迎霞,龙朔,高小鹏。串行总线故障注入系统的设计与实现 RWS_2: FA Model;//第二个元故障 [C]/2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会 FA stlvalue 2, Z, 238, 200, 12 1 sequence 1=RWS_1;RWs2;/元故障序列 议论文集(上册).北京:中国电子学会信息论分会,2008:234 238 4.4故障注入结果及分析 7]石君攴,李郑,刘骝,等.自动控制放障注入设备的设计与实现 执行故障注入后显示画而对应的通道显示FA,表明故 [J].航空学报,2007,28(3):557-560 障注人成功,验证对象的BT设计有效。该应用实例说明,故8]田位,万君友测试性和诊断设计分析与验证[M].北京:北京航 障模型提取了测试性试验验证故障注入所必需的故障信息、。 空航天大学版社,2003 试验人员在试验开始前,可依据提供的描述规范,简洁明了地9 HLANG FI"Tm,xPrg, I.I Rin. The research on fanlt equ ivalent 描述故障注入方案,提高了试验的白动化水平。与单次手动注 analysis method in testability experimental validation[ C]//Proc of the 入相比,实时性从秒级提高到系统周期的毫秒级,精确控制问 8th International Conference on Reliability maintainability and safe 题得到较好的解决。 ty. Chengdu: China PHM Society, 2009: 902-906. [10]曾声奎,赵廷弟,康锐,等.系统可靠忪设汁分析教程[M].北京 5结束语 北京航空航夭大学出版社,2001 [11 IEEE Std 1647 2006, IEEE Standard for the Functional Verification 本文针对测试性试验验证中故障注入的需求描述问题,提 Language e'[s]. 2006 出故障建模概念,将故障分为产品故障和元故嫜,提取了改障 [12] KRUPP A, MUELLER W. Systematic testbench specification for can 特征及其描述方法,构建故障模型,并结合应用实例说明基于 strained randomized test and functional coverage[ C]//Proc of the 故障模型的故障模式描述方法。应用实例说明故障特征提取 2 1 st European Conference on Modelling and Simulation. 2007: 1-6 充分合理,故障模式描述简洁明了,提高了故障注入精确控制131 BONFINI G, CHIAVACCI M, MARIANI R.cal. A mixed-signal ve 和自动化水平。 fication kit for verification of analogue-digital circuits[ EB/OL I 参考文献 (2006.hllp://www.date-cunfereace.cum/archive/conference/pru- [1 ALBERT J H, PARTRIDGE M J, SPILLMAN R J Built-in-test verifi ceedinlys/PAPERS/2006/DATEO6/DF FILES/06D 4 PDF (上接笫3774页)输入相关资料,就可以看到自己丢失行李的最2 BROCK D. The physical markup language(PML): a universal lan 新进展情况,如已经找到了,已经交付给旅客,或是正在查询 guage for physical objects, Technical Report MIT[ R. Boston: MIT 中。同时,旅客也可以看到航空公司工作人员具体工作流程 Auto-ID Center. 2001. 如都给哪些航站拍发了电报,都向哪些地方进行了查找等,不 13 SARMA S, BROCK D, ASHTON K. The networked physical world white paper MIT[ R]. Boston: MIT Auto-ID Center, 2001 仅满足了旅客的知情权,更让旅客随时监督航空公司的工作。 [4]刘志红.电子标签辅助GIS实现列车监控的原型系统设计与实 4结束语 现[J].计算机应用与软件,2009,26(8):174-175 [5]黎立,朱清新,王芳.EPC系统中的中间件研完[冂].中国自动识 在机场集成行李处理中,最关键的问题是行李的识别/监 別技术,2006,27(18}:3360-3363 控和行李信息的获取/査询。本文针对传统的机场行李处理存 [6]李密,吕钊,张扬.一种新型无线传感网数据链接层的设计[J].无 线电通信技术,2004,30(2):43-45 在的问题,将电子标签与物联网结合,利用电子标签作为行李 识别的手段,利用物联网来监控和获取行李物品的信息,提出7计勇,郑窗城,物联网中RFD中间件技术研究及实现[C/206 国际RFID技术高峰论坛会论文集.2006 了基于物联网的机场集成行李处理系统,对其结构和功能进行81潘林基于网格技术的 Savant巾间件的设计和实现「D1.北京:北 了详细的分析,并通过应用实例闸明了该系统的优势和可行 方工业大学,2007 性。本文所提出的基于物联网的机场集成行李处理系统具有[9]余雷.基于RFID电子标签的物联网物流管理系统[J],微计算机 高度自动化的特点。目前基于该方案开发的机场集成行李处 信息,2006,22(2):232,233-255 理系统已经在国某些航空公司安装使用,今后将根据用户的11张宏海基÷2EE技术RFD系统中间件的研究[D.北京:北京 反馈继续完善。 工业大学,200 [12]宋合营.分布式电子标签识读器管理中川件设计与实现[D].北 参考文献 京:北方工业大学,2008 「I王忠敏,张成海,马林聪,等.EPC与物联网「M.北京:中国标准「13李秋霞,基于RFID的集装箱EPC编码研究「D1.长春:吉林大 出版社,2004. 学,2007

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