基于电路描述语言的故障注入方法研究

论文摘要

故障注入技术作为一种灵活有效的方法在电路故障的测试领域中占有重要的地位。它是将人为设计的故障类型注入电路,然后观测和回收电路的故障信息。分析和研究这些收集到的故障信息,对于电路的故障诊断有极大的作用。将故障注入技术和机载电子设备的维修结合起来,对航空电子设备维修的发展有着积极的推动作用。本文研究了基于电路描述语言的数字电路和模拟电路故障注入理论和故障注入方法。首先,阐述了该课题的国内外研究背景,分析了电子电路中常见故障类型,并介绍了基于硬件描述语言的故障注入技术所用到的Verilog HDL语言和Pspice语言。然后,通过语法分析,使用C++编程设计和实现了一个基于破坏理论（Saboteur）的电子电路故障注入工具,给出了语法分析的详细过程和设计故障注入平台的系统框图。最后,通过该工具对飞机通讯系统音频电路中部分典型电路结构进行了故障注入测试,对故障注入的结果进行了验证。完成了基于硬件描述语言的电子设备故障注入平台设计,提出了将故障注入和故障诊断、隔离结合在一起,这对航空电子设备维修的快速性和准确性有一定的意义,为电子设备的故障定位和诊断提出了有益的发展方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外故障注入研究现状
• 1.2.1 国外故障注入技术的研究与发展
• 1.2.2 国内故障注入技术的研究与发展
• 1.3 主要的研究内容
• 1.4 课题研究的意义与创新点
• 1.5 论文结构
• 第二章 数字电路故障注入研究
• 2.1 数字电路常见故障类型和模型分析
• 2.1.1 数字芯片的硬故障
• 2.1.2 数字芯片的软故障
• 2.1.3 数字电路典型故障模型
• 2.2 故障注入原理
• 2.3 故障注入方法研究
• 2.4 Verilog HDL使用详解
• 2.5 本章总结
• 第三章 模拟电路故障注入研究
• 3.1 常见模拟电路故障类型
• 3.2 模拟电路故障模型
• 3.2.1 模拟元器件失效分类
• 3.2.2 故障建模技术
• 3.3 故障列表优化技术
• 3.3.1 故障模式影响分析法（FMEA）
• 3.3.2 故障建模步骤
• 3.4 故障注入方法研究
• 3.4.1 故障注入技术
• 3.4.2 故障注入流程
• 3.5 本章总结
• 第四章 故障注入平台总体设计
• 4.1 平台的设计目标
• 4.2 平台的总体架构设计
• 4.3 故障注入器的设计
• 4.3.1 设计分析
• 4.3.2 设计思路
• 4.4 故障注入器的测试与验证
• 4.5 故障注入仿真器接口的设计
• 4.5.1 故障仿真的分析
• 4.5.2 故障仿真工具的接口研究
• 4.6 本章总结
• 第五章 故障注入平台在机载电子设备中的应用
• 5.1 飞机通信系统简介
• 5.2 故障注入平台在机载音频电路中的应用
• 5.2.1 网表文件的生成
• 5.2.2 在网表文件中进行故障注入
• 5.3 故障仿真
• 5.3.1 故障注入前电路仿真分析
• 5.3.2 故障注入后电路仿真分析
• 5.4 Boeing 747客机AMU4031组件故障注入实例
• 5.5 本章总结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 在校期间工作成果