故障自诊断技术及专家系统故障诊断

机内自检设备是系统或设备内部提供的检测和隔 离故障的自动测试能力的装置。
这一类系统或设备具有故障自动检测与隔离能力。 机内自检设备也称内装式测试设备，它是一种特
殊的自动测试设备，通常安装在被测系统或设备 内部，且与被测系统或设备融于一体。 机内自检设备就是采用自诊断技术和具有故障自 动隔断能力的设备。
1. 机内自检技术分类 机内自检技术BIT可分为： 余度机内自检技术 环绕机内自检技术 特征分析机内自检技术 机内逻辑块观察技术 参数测试机内自检技术 编码检错技术 智能机内自检技术等
本节仅对余度机内自检技术、智能机内自检技 术进行简介
(1)余度机内自检技术
采用余度机内自检技术原理框图如图所示。在 采用余度机内自检技术的系统内，被测电路设 置成相同的两路，其中一路是被重复设计的余 度单元，余度单元与被测电路输入相同的激励 信号，通过比较这两路的输出来判断电路工作 状态是否正常，若输出值不同且其差值超过某 一阈值，就说明被测电路发生故障。图中差动 放大器用于电路幅值差值的检测，窗口比较器 用来检测超过阈值部分的具体位置，故障闭锁 器用来锁定故障，以便故障的显示或检测。
将包括专家系统、神经网络、模糊集合理论、信息融合技术 等智能理论应用到机内自检技术的设计、检测、诊断、决策 等方面，以提高机内自检技术综合效能。例如有的雷达在闭 合电源开关后，会自动按模块逐一进行自检，当检测各模块 无故障，按显示屏提示合上启动按键，雷达开始运行，否则， 设备自锁，不能运行。结构图如图2-3所示。
2.ROM的故障自诊断方法
EPROM的窗口未封好，经外界光线较长时间作用会改变其存储信息。 E2PROM的存储信息也可能因受电干扰而发生意外改变。ROM信息的改变 势必使原设计程序发生错误，并以软件故障的形式反映出来，使系统无法正 常运行。
ROM为只读存储器，对其自诊断只需判断从ROM中读出的数据是否正确即 可。具体方法很多，常见的ROM的自诊断的方法有“校验和”、单字节累加 位法、双字节累加位法等。校验和法又称奇/偶检验法，是较常用的自诊断 方法，具体实施步骤如下：
2.智能机内自检技术
是由美国空军航空发展中心Dale W.Richards于1987年首 次提出的。当时的主要目的，是把人工智能理论引入到机内 自检技术的故障诊断中来，用来解决常规机内自检技术不能 识别的间歇故障的问题。随后把专家系统、神经网络等智能 理论和方法先后引入到机内自检技术的故障诊断之中，以提 高故障诊断的能力。
机内自检设备简介 微处理器系统的故障自诊断
技术 专家故障诊断系统简介 现代故障诊断方法简介
微处理器系统的故障自诊断技术是微处理器系统 设备利用软件程序对自身硬件电路进行检查，以 及时发现系统中的故障，根据故障程度采取校正、 切换、重组、或报警等技术措施，或直接显示故 障部位、原因等。
故障自诊断方式有三种：①上电自检。设备上电 后，先对仪器设备进行自检，避免系统带故障运 行。②定时自检。由系统周期性地在线自检，以 及时发现运行中的故障。③键控自检。操作者可 随时通过键盘操作来启动一次自检
1.CPU的故障自诊断
如CPU出现故障，整个系统不能正常工作，所 以CPU的自诊断是最困难的。
专业性的CPU测试程序是根据CPU的结构特点 编写而成的。由于CPU的故障的发生具有随机 性，须经过足够次数的测试方能查出CPU故障。 一般用户系统的CPU自诊断程序可认为是系统 的测试程序，如系统能正确地运行自检程序， 则可认为CPU自身也是正常的。
与固定模式相似，游动模式测试送入RAM的中的数据应 考虑所有可能的组合状态，通常选择有代表性的几种数据 进行测试，如AAH、55H或反码连续测试等。反码测试 使一个单元在很短时间内被写“1”和写“0”，可检查出寄 生电容影响而产生的隐含故障。
4.数据采集通道的故障自诊断
微处理器系统的数据采集通道一般由A/D转换器 和多路模拟开关组成，典型的数据采集通道进行 自诊断方案如图2.-4所示。图中，用多路模拟开 关的一个道接一已知的基准电压UREF，其等效电 压的数值一般为通道的中心值。进行自检时，系 统对该已知电压进行A/D转换，若转换结果与预 定值相符，则认定数据采集通道正常；若有少许 偏差，则说明数据采集通道发生漂移，可求出校 正系数，供实际测量时进行补偿；若偏差过大， 则判断数据采集通道发生故障。
3.RAM的故障自诊断
(1)固定模式测试
固定模式测试是将某数据写入被测试的RAM单元 中，然后再从中读出并与原始数据进行比较，以 此来判断RAM的写入和读出的故障。为检查字节 单元的各个位之间的影响，应将可能出现的每一 种数据组合都进行一次测试，如8位RAM字节所 有的数据组合00为～FFH。实际系统中也常用 0AAH和55H这两个0和1间隔的数进行检查，可 发现最易出现的相邻位关联的故障。这种方法的 缺陷是没有检查RAM单元之间的影响。
(2)游动模式测试
游动模式测试是先将所有需测试的RAM单元初始化为全1 或全0，再将一个数据送入一个被测单元，并检查其他单 元是否受到该次写入的影响；然后将该单元的数据读出并 与原始数据比较，以检查该单元自身的情况以及是否受到 其他单元的影响；如果该单元检查无误，则将其恢复为初 始化值，检测其他单元；如此不断进行，直至所有RAM 单元通过检查。
《电子设备维修技术》
第二章 检查电子设备故障 的基本方法
2.3故障自诊断技术与专家故障 诊断系统
2.4 其他现代故障诊断方法简介
机内自检设备简介 微处理器系统的故障自诊断
技术 专家故障诊断系统简介 现代故障诊断方法简介
故障自诊断技术与专家系统故障诊断 故障自诊断技术又称自诊断法。电
子装备内含用于故障自诊断的设备 称为机内自检设备BITE(Built In Test Equipment)
当写入程序代码和数据表格时，在ROM中保留一个单元(通常保留紧接有效 信息后的一个)，用于存放所有有效代码的校验和(加法和或者异或和)，加法 和是有效代码的对应位进行不进位加法的值，应将其取补存放；异或和是有 效代码的异或值，可直接存储。在自诊断时，将有效代码和校验和逐一读出， 同时按写ROM时相应的运算规则计算其校验和。若ROM中的数据正确，则 加法和的值应全为1，而异或和的值应全为0，否则即是ROM的内容已发生 变化。