第2章 CAT系统体系结构

1、 CAT系统体系结构是决定CAT系统技术设计的总体构造，包括各组件关系、功能分配、信息通过方式、输入输出方式等。本章主要介绍第一、二代 CAT体系结构、分布式 CAT体系结构、内含式 CAT系统结构、微型化CAT系统结构。第一代 CAT体系结构 第2章 CAT系统体系结构2. 第二代 CAT体系结构 （1）激励信号可编程，激励信号由激励组件在程序 控制下形成；（2）响应组件的功能和参数等可编程；（3）采用可编程多路开关，控制信号的流动方向；（4）软件在线使用。在第一代CAT系统数据测量采集软件运行硬件完成计算机不参与运行在不同阶段计算机在离线状态下开始处理数据结束不能根据数据采集情况实时地作出

2、反应第二代 CAT特点在第二代CAT系统计算机主要是软件参与了检测全过程潜在的资源得到充分发挥但也带来了一些问题检测系统的确定性、可靠性和通用性显著提高软件费用较高检测速度一般低于第一代信号频宽受软件速度限制单项功能的精度一般不如专用的仪器CAT体系结构的主要发展方向有：分布式、内含式、微型化第二代CAT系统 有不同类型和层次的分布式CAT体系结构。 1) 右图 所示为多接口 CAT体系结构，有多个接口，可同时对 n个被测组件 UUT（Unit Under Test）进行检测。激励组件 1n共用，由计算机统一调度。这种结构可以充分利用计算机，多用于n个组件是相同且检测程序也相同时。多接口 CA

3、T系统3. 分布式 CAT体系结构2) 当若干个测试任务各不相同时，可应用下图 所示的多测试站式 CAT体系结构，每个测试站有各自的激励组件和测试组件，可以独立地完成不同的测试任务。多检测站 CAT系统分布式酒精库微机计量管理系统多测试站式 CAT系统的一个实例分布式酒精库微机计量管理系统a） 分级式CAT系统b） 分散式CAT系统c） 集成式CAT系统分级型系统可以是两级系统、三级系统、多级系统。1）直接作用级2) 监督控制级3）管理级具有实时处理和控制功能，计算机容量较小，不能进行复杂的计算。UUT激励信号响应信号采集监 控督 制计算结果执 行对1）级采集和预处理的数据进行计算、判决、估值

4、等，对检测过程中发生的事故作出判断、处理等，所用计算机有较大内存。系统功能合并少二级系统对系统内的检测工作实施管理包括计划、调度、存档、检索等，所用计算机更大容量的内存和外存。繁多再分为两级四级系统a）分级式CAT系统直接作用级选用单板机（从机），内存4K，通过控制接口控制试验机。控制管理级选用微机（主机），主机与从机之间通过通信接口连接。一台主机可有4个接口，一个通信接口可连接4台从机。考虑到分布式动态试验系中的通信特点是： 通信主要集中在试验开始时由主机向从机传送试验程序和数据，数量大，要求速度较高，故分布通信接口采用共内存式工作方式。实例两级式动态试验系统分散式CAT系统包括几个独立的C

5、AT系统，这些系统可以是单机的，也可以是多机的，其中一台为主机。各主机之间可互相通信，共享软资源。 分散式系统的分布范围可以是近距离的，也可以是远距离的。近距离系统用于将同一单位中各测试室构成一个系统，互相连接多个采用局部网络；远距离用于一城市以至不同城市各单位构成一个大系统，通过远距离通信连接。通信多采用调制解调技术，利用已有电讯网实现。 b）分散式CAT系统如在制造过程中，可与CAD、CAM，NC系统和设备，共同组成一个大系统，称为计算机集成制造系统CIMS（Computer Aided Integrated Manufacture System）。各组成单元之间横向和纵向集成。横向集成指

6、各单元构成分布式系统。纵向集成指信息系统的集成，包括企业管理、生产大纲、制造计划、在线调度、设计资料生成和使用、过程控制、设备控制、质量控制等。CAT系统可与其它类型的计算机系统组成一个集成系统c）集成式CAT系统在内部完成部分检测工作，可显著提高检测率和隔离率，简化外检测系统。定义：内含式（Builtin Type）CAT体系结构是将CAT的部分或全部组件包含在被测件内部，这主要用于一些结构复杂的被测件。 超大规模集成电路内部逻辑复杂只依靠外部引脚进行激励、响应。难以进 行检测专用于检测的逻辑有时可占20 4. 内含式CAT体系结构现代飞行器装备机载CAT系统内含式结构某些系统自动进行检测飞

7、行过程结果存在机载计算机飞行结束后地勤人员读出故障记录了解故障的性质和部位故障组件用备用件换下维修完成飞行器又处于良好的可飞行状态这种可更换的印刷电路板称为车间可换组件SRU（Shop Replaceable Unit）内含式机载CAT系统 传统的维修概念其主要缺点是: （1）维修周期长，维修期间飞行器不能使用，降低了利用率。 （2）拆卸本身带来故障。 （3）人工检查可靠性和准确性较低传统的维修概念飞行器飞行一定小时修理厂进行定期修理各种设备组件从飞行器上拆下人工用量仪进行检查排除故障装上飞行器内含式机载CAT系统地勤人员只需读出记录，更换有故障组件LRU编队级维修Organizational Maintenance中间级维修Intermediate Maintenance修理厂维修Depot Maintenance主要任务是修理有故障SRU和维修站无法检修的LRU维修站完成，计算机对有故障的LRU作经济分析，确定报废或修理优点： （1）维修周期基本上不占用使用周期，显著提高飞行器完好率，经济效益极为显著。 （2）拆卸是具有针对性的，有故障才拆卸且LRU拆卸很方便。 （3）检查准确性可靠性高微型化体系结构的现阶段水平是手提式CAT系统。主要措施是广泛应用CM