實(shí)現(xiàn)安全計(jì)算機(jī)的板級測試主要是針對FTSM進(jìn)行。邏輯板、輸入輸出板和通信板電路復(fù)雜，宜采用計(jì)算機(jī)全自動測試。而安全電源板、3U組件、繼電器組件、AC 220 V-DC 12 V電源組件相對簡單，且需要測試電壓、電流、指示燈是否點(diǎn)亮、亮度是否一致等指標(biāo)，宜采用人工參與的計(jì)算機(jī)輔助半自動測試。

　　1 安全計(jì)算機(jī)板級測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　板級測試可能用于研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營維護(hù)等過程，安全計(jì)算機(jī)板級測試系統(tǒng)(以下簡稱該系統(tǒng))需要解決兩個(gè)主要問題：

　　(1)只有測試時(shí)才向待測電路板或組件提供受控電源，插拔待測電路板或組件之前能夠停止向待測電路板供電，以準(zhǔn)確對上電時(shí)刻的待測電路板或組件進(jìn)行測試，并消除帶電插拔可能對測試結(jié)果造成的影響。

　　(2)只有測試時(shí)才向待測電路板或組件提供測試激勵(lì)信號，插拔待測電路板或組件時(shí)不向待測電路板輸出測試激勵(lì)信號;同時(shí)也要確保測試輸出信號的采集不會對待測電路板或組件造成不良影響。

　　該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中測試上位機(jī)采用配置主流操作系統(tǒng)的普通PC機(jī)，內(nèi)置3塊COTS數(shù)據(jù)采集卡(Data Acquisition Card，DAC)，運(yùn)行基于高級語言開發(fā)的測試軟件。

　　測試控制器與DAC連接，主要完成測試待測電路板所需的測試激勵(lì)信號和對測試輸出信號進(jìn)行電平變換，同時(shí)提供待測電路板和電平變換電路所需的各種受控電源，測試控制器使用AC 220 V電源。由于測試邏輯板、輸入/輸出板需要的輸入激勵(lì)信號和測試輸出信號較多，因此設(shè)置測試控制器1用于對邏輯板、輸入/輸出板的測試，測試控制器1需要同時(shí)與2塊DAC連接。另外，設(shè)置測試控制器2用于測試其他的電路板和組件，測試控制器2需要與另外1塊DAC連接。測試控制器和有源測試插箱背板確保解決前述的兩個(gè)問題。

　　安全計(jì)算機(jī)FTSM的安全電源板、輸入/輸出板、通信板及邏輯板安裝于標(biāo)準(zhǔn)的歐式插箱中，為了測試方便，在安全計(jì)算機(jī)板級測試系統(tǒng)設(shè)置了同樣的測試插箱。但與安全計(jì)算機(jī)FTSM插箱不同，測試插箱中不同種類的電路板具備不同的插箱背板。其中，安全電源板、輸入/輸出板、邏輯板的測試插箱背板為只包括連接電路板、電源、測試激勵(lì)信號和測試輸出信號接插件的無源測試插箱背板，通信板的測試插箱背板為有源測試插箱背板，除接插件外還包括總線測試單元和其他邏輯電路。3U組件、繼電器組件、AC 220 V-DC 12 V電源組件則直接與測試控制器2連接。

　　需要指出，對通信板進(jìn)行測試時(shí)，測試控制器2只控制其供電電源，通信板運(yùn)行測試程序，與其有源測試插箱背板配合完成測試，測試結(jié)果通過以太網(wǎng)發(fā)送給上位機(jī)測試軟件。對邏輯板進(jìn)行測試時(shí)，其FPGA為測試專用版本，通過對特定的測試激勵(lì)信號產(chǎn)生特定的測試輸出來完成對邏輯板的板級測試。

　　1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　測試控制器1的原理框圖如2所示，對應(yīng)于輸入/輸出板測試，主要包括電源控制、按鈕輸入信號轉(zhuǎn)換、動態(tài)信號轉(zhuǎn)換、輸出通道激勵(lì)信號轉(zhuǎn)換、輸入通道測試反饋、輸出通道測試反饋等模塊。對應(yīng)于邏輯板測試，主要包括電源控制、測試激勵(lì)信號轉(zhuǎn)換、測試反饋信號轉(zhuǎn)換和雙向數(shù)據(jù)信號防護(hù)等模塊。

　　雙向數(shù)據(jù)信號防護(hù)模塊的原理框圖如圖3所示。邏輯板為ISA總線從設(shè)備，ISA總線的8位數(shù)據(jù)總線為雙向總線，其讀、寫信號不能同時(shí)為低。而對于數(shù)據(jù)采集卡而言，其輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)只能分開設(shè)置，因此設(shè)置該模塊完成讀、寫信號同時(shí)為低保護(hù)邏輯。當(dāng)數(shù)據(jù)采集卡輸出的讀、寫信號同時(shí)為低時(shí)，該單元輸出的ISA總線讀信號強(qiáng)制為高，只要讀、寫信號不同時(shí)為低，該單元輸出的ISA總線讀信號為直通邏輯。同時(shí)通過設(shè)置輸入緩沖和輸出緩沖單元，8位測試激勵(lì)數(shù)據(jù)只有在該單元輸出的ISA總線讀信號為低時(shí)由輸入緩沖單元輸出到ISA總線上，否則輸出緩沖單元將其輸出置成三態(tài)而不影響對寫信號的測試。