摘要：针对复杂电子系统多种设备维修的需求，本文提出一种基于源同步的设计方案。通过实际测试，该维修设备能够在线高效准确地检测设备故障，显著提高了设备的维修效率和质量，工程实用性强，应用前景广阔。

关键词：源同步；复杂电子系统; 维修设备

1 引言

复杂电子系统 [1] [2] [3] 通常由多个设备组成，工作模式多样，设备之间时序配合紧密。系统在工作过程中，难免会出现各种各样的故障。传统的故障定位方法是依靠维修工程师读取系统内部的 BIT 信息或者用简单的测试仪表测试信号判断发生故障的设备，信息量少、效率低下且准确率不高。有些情况下，系统断电重启后故障现象无法复现。这些都给系统维修维护带来很大的影响。本文针对这个问题，提出一种基于源同步接口的维修设备设计方案，可以在系统不断电的情况下在线读取系统设备里的多种信息，快速定位系统故障点，有利于提高维修效率，降低维修成本。

2 源同步接口简介

源同步接口是指在进行数据传输时，和输出数据的同时传一个和数据保持确定相位关系的参考时钟；当数据和时钟传输到接收端后，接收端可以根据接收到的时钟信号恢复出参考时钟，在依据这个时钟捕获对应的数据。

源 同 步 接 口 主 要 包 括 Serializer（ 串 行 器 ）、Deserializer（ 解 串 器 ）、IODELAY32 （ 数 据 延 迟 ）、IDELAYCTRL（ 延 迟 控 制 ）、BUFIO（IO 时 钟 驱 动 ）、BUFR（ 区域时钟驱动 ） 等部件 [4] [5]。数据发送端以 Serializer（ 串行器 ） 为核心进行设计，可以把并行数据转换为高速串行比特流输出。数据接收端以Deserializer（ 解串器 ） 为核心进行设计，把接收到的高速比特流恢复为并行数据。

源同步接口接收端不需要配置高速时钟，可以自行从接收时钟信号中恢复数据时钟，数据传输速率高，可以实时、大量地采集系统设备内部多个部位的监控信息。因此非常适合用于维修设备读取系统设备内部的工作状态。

3 详细设计

维修接口设计方案包括系统设备端和维修设备端两个部分，系统设备端把内部关键节点信号送到源同步接口，维修设备端通过源同步接口读取系统设备内部信号。

3.1 系统设备端设计

系统设备端源同步接口设计首先要根据设备构成单元确定需要采集的参数，然后对不同的参数确定合适的采集方法，最后把采集的参数汇总起来通过源同步接口发送出去。以某型发射机为例，它由输入及放大器、中间级放大器、输出级放大器和衰减器等单元构成，确定采集输入级信号、中间级信号、衰减控制和输出级信号。如下图1 所示。

上图中，输入级信号、中间级信号和输出级信号都是模拟信号。对这类信号，需通过耦合、调理和 AD 采样才能变成数字信号进入缓冲区存储。而衰减控制本身就是数字信号，可有数字 IO 模块直接读取存储。缓冲区里的数据按采集周期顺序地通过输出源同步接口发送出去。设计示例图如下图2 所示。

3.2 维修设备端设计

维修设备端的源同步接口设计与系统设备端正好相反。它先是通过源同步接口接收系统设备端的全部采集数据，然后根据事先编制好的系统设备采集信息配置文件确定采集数据中每个字段的含义，最后把这些字段信息显示出来。这样，维修设备接入到系统设备端的源同步接口后，就可以读取其内部信息了。维修设备端源同步接口设计示例如下图3 所示。

3.3 功能测试与结论

系统设备和维修设备之间的源同步接口研制完成后，经过多次复杂电子系统维修测试表明，接口传输信息量大，稳定可靠，易于使用，极大地方便和加快了设备维修进程。

参考文献：

[1] 马 林. 雷达协同探测系统新形态与应用研究-复杂电子系统研究[J].现代雷达 ，2024，46（ 9）： 9-17

[2] 李威. 复杂电子系统的 FMECA 高效集成分析方法[J]，电子产品可靠性与环境试验，2024，42（3）：46-51

[3] 盛 达， 徐存亮， 钱贵鑫．复杂电子系统多态可靠性评估方法研究[J]．科技创新与应用 ， 2020（17）：139-141

[4] 徐 磊，纪小明，赵永春 . 一种高效的源同步总线收发编码方法 [J].设计与分析，2020，（23）：129-130.

[5] 李海涛，李斌康，阮林波，田 耕，张雁霞等 . 高速 ADC 采样数据接收缓存系统研究 [J]. 自动化仪表，2020，41 （8）：42-50.