七、诊断设计（工作项目307）1、目的诊断设计的目的是设计具体的诊断策略和测试顺序，以满足测试性的定量要求。工作项目306和工作项目307的主要区别是前者的输出是可测试的产品结构设计，后者的输出是满足规定故障检测率和故障隔离率的产品测试性设计。工作项目307主要适用于工程研制阶段。2、诊断设计的内容诊断设计包括嵌入式诊断设计和外部测试设计。诊断设计建立在产品固有测试性设计和对产品设计信息深入了解的基础上。此时可以获得的信息包括：产品的结构划分、诊断体系结构组成、各个独立单元的功能和输入、输出，故障模式信息，初选的测试点等。诊断设计的主要内容是在此基础上对组成产品的各个层次进行嵌入式诊断和外部测试设计，包括诊断策略设计、嵌入式诊断详细设计、测试点详细设计、诊断逻辑和测试程序设计、UUT与外部测试设各兼容性设计以及测试需求文件编写等。3、诊断策略设计是在固有测试性设计的基础上，对产品不同层次的测试对象（UUT）都应进行诊断策略的设计。诊断策略设计的工作要点有：a）分析并列出产品各功能故障模式及其各组成单元的功能故障模式，并取得有关故障率数据；b）依据诊断方案分析各个故障摸式可用的检测方法，如BIT，监控、ATE，或人工测试；c）确定测量参数和测试点位置，分析UUT及其各组成单元的功能故障模式的检测参数、测试点的位置，并标注在UUT功能框图上，建立起UUT各组成单元（或各组成单元功能故障模式）与测试点的相关性图示模型；d）建立并简化相关性矩阵，识别模糊组；e）考虑可靠性影响因素优选测试点和诊断策略；f）画出UUT诊断策略二叉树形图（诊断树）和（或）故障字典。3.1嵌入式诊断洋细设计是使所有系统和设备都能进行规定程度的测试，并达到规定的故障检测率与隔离率要求。嵌入式诊断详细设计主要包括：BIT详细设计、性能监测详细设计、中央测试系统详细设计和故障信息的显示记录和输出设计等儿部分内容。3.2BIT详细设计BIT详细设计工作内容为BIT硬件电路设计和软件设计. B1T故障检测与隔离能力的分析顶计等。BIT有多种模式，常用的有周期BIT、加电BIT和维修BIT等三种，这三种模式用于同一特定的系统中，将会提高故障检测和隔离能力。下面是这三种BIT软件和硬件的详细功能要求：a）周期BIT（PBIT），  PBIT在系统运行的整个过程中都在不间断的工作，从系统启动的时刻开始直到电源关闭之前都将运行。PBIT的任务是检测和隔离系统运行中可能出现的故障，并存储和报告有关故障信息。PBIT不干扰系统的运行，也无需外部的介入。在出现故障的情况下立即记录和报告，井说明故障的类型。在检测到故障后，PBIT继续运行。如果出现了新的情况（故障消失或者出现别的故障），PBIT将继续报告。b）加电BIT（POWER-UP-BIT） ，当给系统通电时，加电BIT即开始工作。它将进行规定范围的测试，包括对在系统正常运行时无法验证的重要参数进行测试，且无需操作人员的介入。在这种状态下，系统只进行自检测。加电B1T只运行几分钟时间。在成功地完成加电BIT后，将显示一个提示信息。在有故障的情况下，将被测故障有关的详细数据显示出来。操作人员将可以重复运行检测到故障的子程序，以验证故障的存在。加电BIT检测出米的故障，以一种与PBIT类似的数据方式进行记录和报告。c）维修BIT（MBIT） ，  MBIT由操作人员或系统启动，其主要功能为：a.显示系统的状态，即显示记录在NVM（非易失存储器）中的故障清单；b.显示补充数据（与各故障有关的附加信息）；c.进行人机交互方式的测试；d.抹去NVM中的故障数据；e.必要时，进行系统或设备参数的调整。3.3性能监测详细设计对于没有BIT的系统和设备，应进行传感器及相关信息处理能力的设计，以便实时进行性能或状态监测。对于关键的性能、功能或特性参数的监测信息，应随时报告给操作者。在嵌入式诊断详细设计阶段，应完成与性能监测相关的硬件和软件的具体设计工作。3.4中央测试系统（CTS）详细设计中央测试系统的详细设计足依据设计方案中规定的构成和功能，进行其软件和硬件的设计。在进行中央测试系统软件设计时宜采用先进的诊断设计技术，最大限度地利用传统的故障特征检测技术，并综合先进的软件建锐技术、多传感器信息融合技术、人工智能技术等，来增强诊断能力、状态预测能力、维护决策能力。中央测试系统详细设计应建立在对以下需求分析基础上：a）通信协议标准和总线拓扑结构的分析；b）维护人员操作规程的分析；c）基于测试性分析结果确定测试、维护、故障信息流，包括测试数据、维护数据、故障数据等；d）基于测试性分析结果提出诊断和接口描述文件（IDD）需求；e）基于测试性分析结果确定维护测试策略和综合诊断策略；f）基于对机械结构和非电子系统的测试性分析结果进行状态监测的详细设计，包括监控状态的确定、状态超限的判定、传感器的分布、测试点的规划以及传感器数据的预处理等。另外，为便于外场维修，CTS还应具有：a）统一的直观友好的信息显示界面；b）统一的信息表达方式；c）为维修人员提供不同层次测试的控制能力；d）提供准确地故障定位能力，出现模糊组时，进行引导测试；e）提供维修训练程序，使维修人员熟练掌握CTS的使用技能和故障诊断、预测方法等。3.5故障信息的显示、记录和输出设计在进行该部分详细设计时，一般应遵循以下原则：a）依据故障的影响程度设计相应的报警或显示方法，如指示灯 ，指示器、显示控制单元、显示器、告警装置、维修监控板、中央维修计算机等口影响严重的应同时使用声和光的方式及时告警。b）根据使用需求设计BIT的故障检测与隔离信息以及相关信息的记录方法。简单的是用非易失存储器，要求高的可移动存储器。c）根据使用需求设计BIT的故障检测与隔离信息、以及相关信息的输出方法。如外部测试接口（利用外部测试设备）、磁带/磁盘、打印机、远程通讯装置等。d）使用ATE测试UUT时的故障信息，亦应设计相应的显示、报警和存储装置。4、外部诊断设计外部诊断设计的主要内容有测试点详细设计、诊断逻辑和测试程序没计以及与外部测试设备的测试接口设计等。4.1测试点详细设计在固有测试性和诊断策略设计的墓础上，接着应进行测试点（或测试）的详细设计，工作要点包括：a）确定测试点具体位置，主要工作包括：1）用于连接外部测试设备的外部测试点，一般引到UUT专用检测插座上或I/O连接器上；2）用于检测元器件的内部测试点，可设置在电路板适当位置上。b）确定测试点用途，主要工作包括：1）测量用测试点，用于测量UUT功能特性参数和内部一些电路节点信号，为无源测试点；2）激励、控制用测试点，用于数字电路初始化、引入激励、中断反馈控制等的测试点，为有源测试点。c）测试点详细设计，主要工作包括；1）分析并列出各测量用测试点的信号特性和测试要求：设计有源测试点的激励和控制电路，或者确定外部提供激励和控制的要求：2）测试点的接口能力应可以适应3m长电缆，使用ATE 测量时不会造成被测信号失真，不影响UUT正常工作；3）数字电路与模拟电路应分别设置测试点，以便于独立测试；4）设置测从信号用公共接地点；5）设计必要信号变换与调节电路：6）设置的测试点在相关资料和产品上应有清楚的定义和标记。d）安全性考虑，主要工作包括：1）测试点电压在300V-500V（有效值）时，应有隔离措施和警告标志，对有高频辐射的UUT进行测试时应有安全措施；2）高电压或大电流的测试点应在结构上同低电平信号测试点隔离；3）必要时设计屏蔽、隔离或其他抗干扰措施；4）任何测试点与地之间短路时，不应损坏UUT。4.2诊断逻辑和测试程序设计主要涉及以下几项工作：a）分析确定每个选用测试点的测量参数特性，如参数类型、幅值、频率、容差等；b）确定每个测量参数的具体测试位置，如检测哪一个插座的第几个点或者电路的哪一节点c）设计或选择测试所需的激励和控制用的有源信号及加入方法：d）依据上述分析结果画出诊断测试的详细流程图；e）用规定的编程语言研制诊断软件程序。4.3UUT与外部测试设备兼容性设计外部测试设备包括ATE， PMA及其他外部测试川的测试设备，可以是选用己有的通用ATE，也可以是新设计的测试设备。UUT和ATE的兼容性设计可参考GJB 3966。详细设计内容主要包括UUT模块化、测试点、测试信号与激励设计等设计应满足下述要求：a）UUT设计应尽可提高功能模块化程度和功能独立性，便于外部测试设备能控制UUT划分，对各电路或功能进行独立测试或分段测试；b）UUT对外接口设计要保证UUT与外部测试设备能够连接简单，为测量信号、激励信号、外部测试设备同步控制信号提供有效传输通路；c）所需信号的测量方法、幅位、频率和准确度要求等，与外部测试设备能力范围之间是协调的；d）UUT所提供的外部测试点数量，能够满足使用外部测试设备检测时的故障诊断能力要求：e）测试点应该是通过外部连接器可达的，功能测试点一般设在UUT输入和输出信号连接器中，故障隔离与维修用测试点可以设在检测连接器中。