《電子技術(shù)應用》
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基于NVRAM復合故障日志的機載雷達故障定位
電子技術(shù)應用
李志科，孟宏鵬，楊建設(shè)
航空工業(yè)雷華電子技術(shù)研究所
摘要： 為解決機載雷達在復雜故障情景中因故障現(xiàn)象強耦合導致的分析和定位困難問題，提出了一種基于NVRAM故障日志的復合故障日志設(shè)計方法。該方法將BIT信息和狀態(tài)標志等多種數(shù)據(jù)整合，用于優(yōu)化故障定位過程。以某機載雷達典型故障為例，在采用該設(shè)計的復合故障日志后，能夠迅速定位故障并揭示故障出現(xiàn)的根源，查出故障機理，同時驗證了該方法的有效性。通過復合故障日志的故障分析與定位，能夠有效解決機載雷達產(chǎn)品故障定位中的不確定性問題，并處理故障發(fā)生時的多重故障現(xiàn)象，從而顯著提高故障定位的效率。
中圖分類號：TN95；V24 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256275
中文引用格式： 李志科，孟宏鵬，楊建設(shè). 基于NVRAM復合故障日志的機載雷達故障定位[J]. 電子技術(shù)應用，2025，51(6)：118-122.
英文引用格式： Li Zhike，Meng Hongpeng，Yang Jianshe. Fault localization of airborne radar based on NVRAM composite fault logs[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(6)：118-122.
Fault localization of airborne radar based on NVRAM composite fault logs
Li Zhike，Meng Hongpeng，Yang Jianshe
Leihua Electronic Technology Research Institute
Abstract： To address the difficulties in fault analysis and localization caused by the strong coupling of fault phenomena in complex fault scenarios of airborne radar, this paper proposes a composite fault log design method based on Non-Volatile Random Access Memory (NVRAM) fault logs. This method integrates various data, such as Built-in-Test（BIT）information and status flags, to optimize the fault localization process. Taking a typical fault of an airborne radar as an example, after adopting the composite fault log designed with this method, the fault can be quickly located, and the root cause of the fault can be revealed, along with the identification of the fault mechanism. The effectiveness of the method has been validated. Through fault analysis and localization using the composite fault log, this method effectively solves the uncertainty problem in fault localization of airborne radar products and handles the multiple fault phenomena that occur during fault events, thereby significantly improving the efficiency of fault localization.
Key words : airborne radar；NVRAM；composite fault logs；fault localization

引言

機載電子設(shè)備的不斷發(fā)展和電子信息技術(shù)的進步，帶來產(chǎn)品的高度綜合化、模塊化和通用化設(shè)計，其所具有的信號交聯(lián)復雜、電路集成度高等特點對系統(tǒng)的故障檢測和精確故障定位帶來極大挑戰(zhàn)。

文佳[1]提出機載系統(tǒng)綜合狀態(tài)監(jiān)測與診斷架構(gòu)設(shè)計，在宏觀層面設(shè)計了數(shù)據(jù)處理與分發(fā)層，集成健康評估與診斷模型與各類智能推理算法，利用底層產(chǎn)品的多源監(jiān)測數(shù)據(jù)。該架構(gòu)設(shè)計更適用綜合化的機載任務(wù)系統(tǒng)，但沒有過多深入到產(chǎn)品級的故障分析和定位研究。機載設(shè)備作為現(xiàn)代飛機的重要組成部分，其健康狀態(tài)直接影響飛行品質(zhì)與任務(wù)執(zhí)行情況[2]，而其復雜性、層次性、相關(guān)性和不確定性的故障特征對系統(tǒng)故障檢測提出高要求[3]。但是，高集成度的電路設(shè)計使得對底層硬件電路的測試手段受限、狀態(tài)監(jiān)測難以面面俱到[4]。高綜合化的設(shè)計增加系統(tǒng)信號交聯(lián)的復雜度，整體上增加了故障傳播的不確定性，并疊加了電子產(chǎn)品故障隨機性與間歇性的特點[5]。機內(nèi)測試（Built-In Test，BIT）作為設(shè)備內(nèi)部故障檢測與隔離的重要手段，具備故障監(jiān)控、記錄和上報等功能[6]，通常可在設(shè)備出現(xiàn)故障后快速協(xié)助分析和定位問題。但是，由于機載設(shè)備研制階段初期設(shè)計師對產(chǎn)品的故障規(guī)律認識不足，BIT一方面難以做到對所有故障的全面覆蓋[7]，另一方面，綜合機載設(shè)備中其他設(shè)備的自身故障可能導致BIT信息未被記錄。

非易失性隨機存取內(nèi)存（Non-Volatile Random Access Memory, NVRAM）能夠記錄和存儲重要數(shù)據(jù)信息，當其被設(shè)計在產(chǎn)品內(nèi)部后，其上面所記錄的信息在產(chǎn)品斷電后仍能夠被保存且不丟失[8]。因此，機載電子設(shè)備通常會使用NVRAM進行關(guān)鍵故障信息的記錄存儲，在出現(xiàn)故障后即時提取故障信息，用于分析和故障定位。李慶楠[9]定義一種故障信息內(nèi)容格式，并設(shè)計了一種減小記錄時間動態(tài)范圍的故障記錄機制。金道源[10]基于DSP設(shè)計并實現(xiàn)了NVRAM的故障記錄與解析。宋丫[11]提出了基于失效場景的故障記錄方法，對故障信息進行了分類記錄。文獻[12]則基于工程應用提出了將故障信息同步發(fā)送給NVRAM和電子盤的方法，以解決單純使用電子盤不足以快速定位故障根源的問題。然而，該專利中的方法僅記錄了軟件啟動信息及各模塊自檢結(jié)果等日志數(shù)據(jù)。雖然NVRAM記錄的BIT故障信息旨在盡可能全面地定位內(nèi)部故障測試點，但航電設(shè)備設(shè)計復雜、節(jié)點交聯(lián)復雜，同時，飛行中可能受到電磁干擾，試飛員回憶場景不全等因素，導致某些情況下僅依靠BIT信息可能無法實現(xiàn)故障分析和定位[13]。

針對上述問題，本文設(shè)計并提出一種基于NVRAM的復合故障日志，該功能在記錄機上規(guī)定的BIT信息的基礎(chǔ)上，擴展和新增系統(tǒng)內(nèi)部各測試點的狀態(tài)標志等關(guān)鍵性指引信息，將其綜合應用于設(shè)備的故障分析和定位，并將該方法應用于航空機載雷達。


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作者信息：

李志科，孟宏鵬，楊建設(shè)

（航空工業(yè)雷華電子技術(shù)研究所，江蘇 無錫 214063）


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