某型机画面部分数据不更新故障分析

王鹏 过俊权

摘要：通过对某型飞机显示控制管理系统中画面显示控制工作过程的论述，对飞行过程中出现的画面部分数据不更新故障进行具体的故障分析和总结，并提出一定的解决措施，以保证后续飞行任务顺利进行。

关键词：显示控制;画面数据;故障分析

中图分类号：TM93 文献标识码：A  文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00

0 引言

显示控制任务处理系统主要由任务处理系统和显示控制管理系统组成，任务处理系统主要设备为任务机，显示控制管理系统的主要设备为与人机接口相关的显示控制设备。

任务机作为飞机航空电子系统实现任务管理和网络管理功能的基础平台，具备数据处理、信息交换、图像/视频处理以及数据存储能力，由各个模块构成，IOM1模块负责1553B总线与光纤总线间的通信管理，完成数据的发送与接收，是任务机的系统控制器。DPM2模块负责显示控制管理等专项功能的计算任务。

飞机上的显示控制设备主要由平显、主显、UFCP等组成，不仅是航电系统重要的人机接口显示设备，还是飞机其他机载系统/设备主要的显示窗口，是保障飞机飞行的重要显示终端。

本文对某型飞机飞行过程中出现画面部分数据不更新故障进行分析和总结，提出相应的解决措施。

1故障现象

某型飞机飞行过程中出现画面部分数据不更新故障，通过数据管理处理机记录的视频和飞行员描述，故障现象如下：

（1）飞行半小时后，显示画面部分数据不更新;

（2）平显除“余时”外，其他数据均不变化;

（3）主显可从仪表切换到平显，其他数据均变化;

（4）手动无法将航电系统正常切换到降级状态;

（5）飞机着陆后重启设备均工作正常。

2 故障定位分析

2.1系统控制原理

显示控制管理原理如图1所示。

飞控计算机、通导、惯导、雷达、UFCP连接在1553B总线上。任务机内IOM1模块接收1553B总线数据，并通过运行在IOM1模块上的数据转换软件将接收的1553B总线数据转换为FC（光纤）数据，并发送给任务机内DPM2，DPM2运行显控软件，将接收到的数据转换为ARINC661格式发送至显示器显示。导航通过光纤总线将导航解算的数据发送给DPM2。

2.2故障树

根据数据管理处理机记录的视频、FC（光纤）总线和1553B总线数据以及飞行员所描述内容， 结合工作原理与故障现象，故障树如图2所示。

2.3故障分析

2.3.1平显故障

通过记录的视频查看，故障发生后平显显示的“余时”数据正常，同时主显可调显平显的画面，因此该故障分支可以排除。

2.3.2主显故障

通过记录的视频查看，故障发生主显可调显平显的画面，4台主显同时坏掉的可能性很小。因此该故障分支可以排除。

2.3.3 FC（光纤）总线故障

与本次故障相关的FC（光纤）通信包括IOM1与DPM2之间、DPM2与显示器之间的FC（光纤）通信。FC（光纤）通信故障可分为IOM1 FC（光纤）故障，DPM2 FC（光纤）故障。

查看FC（光纤）记录数据，IOM1模块的应用层在故障之后数据转换软件发送的FC（光纤）数据中断，其他FC（光纤）数据发送正常。IOM1模块GSM层向任务机内部其他模块发送生命消息，其他模块在接收到IOM1模块发送的生命消息后进行生命消息应答，如果IOM1模块连续三次发送生命消息均未收到生命消息应答，IOM1模块将上报该模块生命消息故障，应用层收到DPM2节点的生命消息故障后会切换系统进入降级工作模式，本次故障发生后系统未主动进入降级工作模式，由此可判断IOM1模块GSM层FC（光纤）消息发送正常。因为FC（光纤）数据发送共用硬件平台及驱动接口，因此判斷IOM1 FC（光纤）硬件链路及驱动函数无故障。

查看及分析视频记录确认主显、平显可正常显示画面，仅部分数据不更新，查看DPM2发送给主显、平显的FC（光纤）数据，确认DPM2与主显、平显间FC（光纤）通信未中断，且DPM2节点在收到IOM1模块发送的生命消息后进行生命消息应答，连续三次不进行生命消息应答，IOM1模块将上报DPM2生命消息故障，应用层收到DPM2节点的生命消息故障后会切换系统进入降级工作模式，本次故障发生后系统未主动进入降级工作模式，因为FC（光纤）数据发送共用硬件平台及驱动接口，由此可排除DPM2 FC（光纤）故障。

2.3.4 1553B总线故障

查看1553B总线记录数据，各个设备（1553B总线的RT）向IOM1（1553B总线的BC）发送的数据一直正常，证明1553B总线是正常通信的，因此1553B总线故障可以排除。

2.3.5 DPM2软件故障

DPM2上运行显示控制管理软件，DPM2把FC（光纤）数据通过交换机发给平显、主显，更新画面。如果DPM2故障，平显的“余时”数据卡死，无法更新。该故障分支可以排除。

2.3.6 DPM2硬件故障

查看分析监控数据发现DPM2与显示器之间的FC（光纤）通信正常，且如果DPM2故障，任务机会进入降级工作模式，UFCP上的降级灯亮起，从现象看任务机没有进入降级工作模式，FC（光纤）监控数据中一直都有DPM2发送的FC（光纤）数据。因此DPM2没有故障。该故障分支可以排除。

2.3.7IOM1模块硬件故障（CPU和内存）

IOM1模块硬件CPU采用的是PC8640MGH1250HE，内存（DDR3）采用MT47H128M16HG-3EIT，如果CPU故障或内存故障则会导致系统的所有任务异常，其中包含了平台软件中的喂狗任务。喂狗任务异常时，系统无法正常喂狗，会导致因为狗叫而模块复位。应用任务则会切换到IOM2模块，系统工作不受影响。由此可以排除CPU故障和内存故障。

2.3.8 IOM1模塊平台软件故障

平台软件包含MBI驱动软件、FC（光纤）驱动软件。FC（光纤）网络和1553B网络均正常运行，因此该故障可排除。

2.3.9 IOM1模块应用软件故障

（1）应用监控打印超时。监控打印采用中断的方式，在打印信息过多时会占用CPU的相当大一部分资源。随着长时间的飞行，CPU温度的上升，CPU的处理能力会下降，有导致低优先级的任务无法正常运行，任务延迟，虽然任务不会卡死，但是可能引起任务挂起。

（2）任务运行异常。通过对1553B总线数据分析查看，故障后IOM1模块只发送了“MBI紧急消息接收”任务，可执行，模块内其他启动任务未执行，因此可判断“MBI紧急消息接收”任务运行异常，不能释放CPU，导致其他任务不能执行。

3 结语

通过现象及故障树排查，造成此次故障直接原因为IOM1里“MBI紧急消息接收”任务运行异常，不能释放CPU，导致其他任务不能执行。

通过分析和试验验证采取了如下解决措施：

（1）屏蔽所有监控打印信息，减少打印监控造成的影响，避免由于打印过多导致任务运行异常;

（2）对可能存在数组访问越界的地方增加数组下标保护判断;

（3）增加任务监控功能，当存在任务运行异常后，对任务进行重新启动复位;

（4）更换IOM1硬件模块，随着长时间的飞行，CPU温度的上升，CPU的处理能力会下降，有导致低优先级的任务无法正常运行。

经上述分析排查，采取更换IOM1硬件模块，屏蔽监控打印信息和增加任务监控功能，可解决该故障，飞机可以开展后续飞行。

收稿日期：2019-06-25

作者简介：王鹏（1987—），男，汉族，陕西西安人，本科，工程师，研究方向：机务维修。