Меню

Сбис система бортовых измерений



Система бортовых измерений

Система бортовых измерений — это комплекс, состоящий из вторичного преобразователя (система сбора данных, измерительный усилитель и т.п.) и программного обеспечения. Иногда в систему бортовых измерений включают еще и первичные преобразователи (датчики, сенсоры), в таком случае получают полноценный измерительный канал, обладающий соответствующими метрологическими характеристиками. Но второй подход нам не всегда представляется обоснованным.

Требования к системе — это надежность и достоверность получаемых данных.

Вы можете купить систему бортовых измерений как на базе оборудования TML, так и на базе другого оборудования, в зависимости от стоящих перед Вами задач. Наши специалисты обладают большим опытом и всеми необходимыми компетенциями. Запросы обрабатываются не позднее 2-х рабочих днней.

Система бортовых измерений может использоваться как в процессе наземных испытаний, так и в ходе летных испытаний. В ходе испытания, в зависимости от стоящей задачи, исследуются напряженно-деформированное состояние корпуса летательного аппарата, влияния вибрации, температуры, различного рода сил на его конструктивные элементы.

Испытания проводятся как в процессе разработки летательного аппарата, так и в процессе его модернизации, с целью получения экспериментальных данных летательного аппарата для проверки и обновления структурно-динамических моделей, которые, в свою очередь, могут использоваться для прогнозирования его поведения в процессе эксплуатации, например, такие критически важные процессы как флаттер крыла самолета, оперения или несущего винта вертолета.

ООО «Японские измерительные технологии» предлагает весь комплекс оборудования для комплектования системы бортовых измерений. Тензорезисторы (с рабочей температурой до 800 °С), акселерометры (датчики вибрации и ускорения), датчики перемещения, силы, давления, температуры, системы сбора данных с частотой опроса до 100 кГц, до 200 и 500 кГц, и даже до 4 МГц на канал, работающие как автономно на борту в процессе летных испытаний, так и в условиях лабораторий при наземных испытаниях. Например, модульная конструкция и компактные размеры TMR-300 позволяют его широкого применять во всех видах испытаний. В наших решениях также широкого применяется оборудование ведущих мировых производителей.

Источник

Новейшие российские разработки в области измерений ультравысокочастотных СБИС

Для выполнения программы импортозамещения в области производства микросхем высокой степени интеграции, помимо прочего, необходимы средства проверки и измерений, которые должны обладать не только передовыми характеристиками, но и отвечать государственным метрологическим стандартам. Одна из таких отечественных разработок — тестер СБИС FORMULA® HF Ultra.

Стратегия импортозамещения в области интегральных схем предполагает долгосрочные и масштабные инновации в электронной отрасли. Важной составляющей в общей организационно-технической перестройке микроэлектроники является создание отечественных автоматизированных средств измерений (СИ), соответствующих требованиям комплексной проверки и испытаний новой высокотехнологичной продукции: СБИС, микросхем памяти (ЗУ), микросхем АЦП/ ЦАП, СнК («систем на кристалле»), СвК («систем в корпусе»).

Необходимость разработки отечественных СИ взамен зарубежных продиктована не только режимом санкций, который имеет преходящий характер, но прежде всего — потребностью метрологического обеспечения единства измерений при проверке параметров и функций микросхем.

Основой метрологического обеспечения измерений и испытаний служат единые стандарты и реализующие их утвержденные типовые СИ, которые метрологически полностью обеспечены в разработке, производстве и эксплуатации. Очевидно, что для обеспечения метрологического единства необходимо управление жизненным циклом СИ и государственный надзор со стороны Росстандарта, выполняемый, согласно закону, посредством:

  • метрологической экспертизы конструкторской, программной, технологической и метрологической документации на СИ при утверждении типа СИ;
  • метрологического надзора государства при эксплуатации утвержденного типа СИ.

Поскольку ни один зарубежный поставщик СИ не предоставляет на экспертизу Росстандарта указанные документы, метрологическая экспертиза и надзор при эксплуатации импортного оборудования реализуются с большими ограничениями, что создает существенные риски в системе метрологического единства измерений СБИС, а значит — и в системе испытаний в целом. Таким образом, создание собственных СИ для СБИС следует считать важнейшей задачей обеспечения национальной технологической безопасности.

Для того чтобы удовлетворить требования программ импортозамещения СБИС с проектными нормами до 40 нм и менее, предприятие «ФОРМ» разработало и освоило выпуск нового отечественного типового средства измерений — ультравысокочастотного тестера СБИС FORMULA® HF Ultra (рис. 1).

Рис. 1 Внешний вид тестера FORMULA® HF Ultra

При проектировании тестера уровень его функциональных, параметрических и метрологических характеристик был определен в первую очередь потребностями разработчиков и производителей СБИС, создающих микросхемы, составляющие основу государственной программы импортозамещения.

Читайте также:  Как правильно измерить руль для оплетки руля

Универсальность тестера FORMULA®HF Ultra обеспечивается его модульно-магистральной архитектурой, реализующей принцип заказного конфигурирования с выбором основных и дополнительных устройств, соответствующих кругу решаемых измерительных и испытательных задач. Характеристики тестера позволяют осуществлять комплексную проверку широкой номенклатуры СБИС.

Тестер имеет 1024 универсальных двунаправленных канала с частотой функционального контроля (частотой смены тестовых векторов) до 550 МГц каждый. Объем памяти тестовых векторов и памяти ошибок составляет 128 М на канал. Сочетание этих характеристик создает основу для проверки ультравысокочастотных сверхинтегрированных микросхем с числом сигнальных выводов до 1024 (что соответствует общему числу выводов до 1700).

Аппаратура тестера объединяет две подсистемы функционального контроля:

  • генератор тестовой последовательности (ГТП) для функционального контроля СБИС произвольной логики;
  • алгоритмический генератор тестов (АГТ) для проверки быстродействующих ЗУ: FLASH, DRAM, DDR, DDR2, SRAM, ROM, PROM и иной регулярной логики;
  • специальный режим совместного использования ГТП и АГТ предназначен для проверки микросхем типа СнК, СвК, микроконтроллеров и микропроцессоров методами функционального и алгоритмического контроля в едином цикле измерений.
  • характеристики сигналов универсальных каналов тестера (рис. 2) полностью соответствуют ультравысокой частоте функционального контроля 550 МГц:
  • наименьшая длительность фронта и среза импульса: (275 ±100) пс;
  • наименьшая длительность импульса: (750 ±150) пс.

Рис. 2 Характеристики сигналов универсальных каналов тестера FORMULA® HF Ultra на частоте функционального контроля 550 МГц

Для сохранения формы импульса при подключении к проверяемому объекту — независимо по каждому каналу — предусмотрена программируемая компенсация искажений сигнала в тракте приема/передачи, а также программируемое формирование крутизны фронта/среза сигнала от 100 до 25%.

Немаловажным фактором, расширяющим назначение тестера, является свойство канальной электроники воспроизводить четырехуровневые сигналы, в том числе дифференциальные, в диапазоне напряжений –1,5…+13 В (также независимо по каждому каналу). Это позволяет проверять микросхемы обработки видеосигналов.

Тестер обладает точной подсистемой измерений электрических статических параметров СБИС, а также мощной подсистемой питания:

  • измерительные источники питания VCC, 32 шт.: 0…+6 В; ±250 мкА. ±4 А;
  • измерительные источники питания VDD, 32 шт.: −2…+15 В; ±200 нА…±400 мА;
  • многоканальные измерители PMU, 32 шт.: −2…+13 В; ±200 нА…±150 мА;
  • поканальные измерители PPMU, 1024 шт.: −2…+13 В; ±2 мкА … ±50 мА;
  • измерительные источники HVDD, 8 шт.: −17. +17 В; −500 мА …+500 мА;
  • мощные источники питания LVDD, 2 шт.: 4,5 В; 20 А;
  • сверхмощный источник питания SPS: 3,5 В; 50 A. Источники LVDD и SPS предназначены для питания многоядерных микропроцессоров, ПЛИС и иных микросхем с высоким током потребления.

Источники HVDD могут быть использованы для программирования FLASH и ПЗУ, а также для проверки операционных усилителей и компараторов. Применение поканальных измерителей PPMU позволяет обеспечить режим «мультисайт» для параллельного высокопроизводительного контроля микросхем на пластинах и в корпусе.

Прецизионная подсистема измерений динамических параметров СБИС реализована на универсальных измерительных каналах тестера и обеспечивает измерение времени задержки распространения сигнала, длительности импульса, фронта и среза, а также иных временных характеристик СБИС с точностью, определяемой на основе погрешностей:

  • формирование входных перепадов импульса (IEPA): ±150 пс;
  • контроль выходных перепадов импульса (OEPA): ±250 пс;
  • общая системная временная погрешность (OTA): ±250 пс;
  • дискретность установки меток времени: 11 пс.

Учитывая потребность разработчиков в проведении внутрисхемного контроля СБИС на этапе исследования опытных образцов, тестер реализует возможность применения технологии BIST. Для этого используется встроенный в тестер порт JTAG, который обеспечивает выполнение всех стандартных функций, включая загрузку конфигурационных файлов в ПЛИС, а также имеет встроенный JAM PLAYER с поддержкой языка STAPL.

Для измерений микросхем смешанного сигнала тестер оснащен аналоговоцифровым модулем ARP: 1200 МГц/1200 Мпс/–10…+10 В, который обеспечивает измерение динамических и статических параметров преобразования быстродействующих микросхем АЦП до 14 разрядов при формировании на их входах периодических сигналов с частотой до 260 МГц, а также измерение статических параметров преобразования микросхем низкочастотных ЦАП и АЦП до 16 разрядов.

Читайте также:  График проведения поверок средств измерений

Модуль ARP содержит следующие функциональные устройства (рис. 3):

  • прецизионный двухканальный генератор тактовых импульсов до 1200 МГц;
  • генератор сигналов произвольной формы с высокочастотным и низкочастотным трактами и частотой преобразования до 1200 Мпс;
  • два прецизионных 20/24-разрядных источника опорного напряжения с диапазоном напряжения –10…+10 В.

Рис. 3 Функциональные устройства модуля ARP

Для обеспечения низких уровней перекрестных помех все устройства ARP гальванически изолированы. Объединение всех «земель» осуществляется в точке объединения аналоговых и цифровых «земель» проверяемого АЦП или ЦАП в соответствии с техническими требованиями на их применение. Для питания предусмотрены отдельные малошумящие экранированные линейные источники питания.

Конструкция, аппаратное и программное обеспечение тестера создают наилучшие возможности для испытаний СБИС, в том числе совмещенных с измерениями, например с использованием установок «Термострим» и проходных камер. Обеспечены измерения под воздействием температур непосредственно на плате прижимного устройства, без применения кабелей и потери качества сигналов.

Передача сигналов тестера на испытуемую СБИС и обратно с наименьшими потерями и искажениями являлась одной из приоритетных задач при разработке устройства. Была специально спроектирована оригинальная система контактирования нового поколения, предназначенная для измерений как в нормальных условиях, так и в диапазоне температур −60…+125 °С. Благодаря применению прецизионного прижимного устройства (рис. 4), специальных рамок для крупногабаритной оснастки и «вечных» контактов (POGOPIN), гарантирующих не менее 1 млн присоединений, обеспечены надежность, удобство и быстрота установки, фиксации и смены измерительной оснастки.

Рис. 4 Прецизионное прижимное устройство измерительного блока

Тестер оснащен средствами для интеграции с внешним оборудованием отечественного и иностранного производства, в том числе с зондовыми установками, испытательным оборудованием, внешними приборами. Манипулятор поворота измерительного блока имеет электропривод с электронным управлением, обеспечивая отличную эргономику рабочего места во всех режимах эксплуатации.

Программный комплекс тестера FORMULA® HF Ultra

Программный комплекс тестера — это русскоязычная среда с единым графическим интерфейсом (GUI), предназначенная для выполнения всех этапов измерительного процесса: от разработки и отладки программ проверки до выполнения измерений, документирования результатов и их последующего анализа (рис. 5). Среда обеспечивает выполнение и «прослеживаемость» совокупности этих процессов путем формирования записей, разграничения прав доступа персонала к оборудованию и базам данных.

Рис. 5 Программный комплекс тестера FORMULA® HF Ultra

По существу, программный комплекс является системой автоматизации трудоемкого процесса разработки и отладки измерительных программ (программ проверки) и адаптирован к применению техническими специалистами широкого профиля без использования языков программирования. Поддерживаются все типовые методы проверки, а также средства трансляции тестов из стандартных форматов VCD, SVF, HEX/BIN.

Для анализа функциональных и параметрических отклонений, выявленных при измерениях и при отладке программ проверки, применяются встроенные средства: многоканальный аппаратный «Логический анализатор», «Осциллограф», «Карта ошибок» емкостью 128 М, которые особенно удобны при верификации проектов. Для исследования диапазонов работоспособности и технологической устойчивости СБИС служат инструменты SHMOO-диаграмма и DRV-анализ.

Программная среда тестера, будучи самодостаточной, тем не менее не ограничивает разработчика использованием только «собственных средств» ПО тестера, но позволяет ему применить при желании и внешние среды разработки (IDE) с поддержкой языков С++/ Pascal. Такой подход открывает возможность изменения автоматически сгенерированного программного кода.

В целом программный комплекс тестера превращает разработку измерительной программы в своего рода сборку деталей конструктора, сокращая время разработки и отладки тестов до нескольких дней.

Интеллектуальный инструментарий программного комплекса автоматизирует и предельно сокращает не только все этапы измерительного процесса, но и сервисное обслуживание тестера, включая его диагностику, настройку, калибровку и поверку.

Качество тестера FORMULA® HF Ultra определяется следующими важнейшими критериями:

  • соответствие метрологическому законодательству РФ — характеристики тестера метрологически обеспечены в производстве и эксплуатации, подтверждены государственными испытаниями на утверждение типа средств измерений. Калибровка и поверка тестера проводятся в отношении всех заявленных в описании типа средств измерений параметров оборудования и осуществляются согласно методике поверки, утвержденной уполномоченным органом Росстандарта. Метрологические процедуры выполняются в собственной аккредитованной калибровочной лаборатории предприятия производителя;
  • конструкторская и технологическая документация с литерой «О1»;
  • современная технология производства и соответствие требованиям к разработке и производству тестера регламентам системы менеджмента качества СМК по ГОСТ Р ISO 9001-2011. Бизнес-процессы разработки, производства, поставки и обслуживания тестеров FORMULA® HF Ultra, а также обучения и поддержки потребителей регламентированы и реализуются подразделениями предприятия с соблюдением указанных требований, что подтверждается результатами ежегодного инспекционного контроля СМК.

    Читайте также:  Что показывает абсолютная погрешность измерения

    Качество тестера подтверждено результатами испытаний (на утверждение типа средств измерений с включением в Госреестр СИ; на электробезопасность и электромагнитную совместимость; на климатические воздействия в диапазоне температур; на транспортную тряску), а также результатами валидации функциональных и параметрических характеристик тестера при измерении микросхем ЗУ1645РУ4 (режим «мультисайт») и ПЛИС Altera STRATIX4.

    Таким образом, тестер СБИС FORMULA® HF Ultra компании «ФОРМ» в полной мере учитывает современные потребности электронной промышленности и ВПК России, обеспечивает требования метрологического законодательства РФ и нормативной документации в области измерений и испытаний в микроэлектронике.

    Группа авторов (компания «ФОРМ»):
    Наталья Елисеева, к. т. н., Дмитрий Шелевер, Олег Григорьев, Рашит Шарипов, Андрей Коваль, Роман Косилов, к. т. н.

    Источник

    И-СБИ – интерактивная система бортовых измерений.

    Система бортовых измерений является гибкой цифровой системой сбора данных от бортового оборудования, сочетающая в себе высокую надежность и высокие технические характеристики в компактной модульной системе.

    И-СБИ применяется для решения следующих задач:

    • синхронизация по времени разнородных информационных потоков;
    • сбор и преобразование первичной информации с бортовых датчиков;
    • смена рабочих программ в процессе выполнения полетного задания;
    • запись полученных данных на накопитель информации с целью ее дальнейшей расшифровки, анализа и формирования статистической базы данных.

    Основные черты И-СБИ:

    • Универсальность. И-СБИ функционирует совместно с бортовыми датчиками различных физических величин и разнообразными схемами подключения.
    • Реконфигурация. В озможность путем изменения аппаратной (замена и/или перестановка измерительных модулей в шасси) и программной (настройка ПО эксплуатирующими органами) составляющей И-СБИ подключать другие первичные датчики, проводить испытания других бортовых систем конечным пользователем.
    • Синхронность. Аппаратная и программная синхронизация осуществляет привязку всех измеряемых параметров, независимо от типа и интерфейса, к единой временной шкале.

    Состав:

    • Стандартные базовые конструктивы (шасси) на 6, 9, 13 слотов
    • Шасси-13: Габариты: 449×106×123; Масса, кг: 3,1
    • Шасси-9: Габариты: 357×106×123; Масса, кг: 2,8
    • Шасси-6: Габариты: 288×106×123; Масса, кг: 2,5

    Модули аналогово-цифрового преобразования (7 типов).

    Габаритные размеры (мм) — 106×115×22,5.
    Масса – 0,15 кг.

    Характеристики модулей АЦП:

    Параметр Модуль
    АЦЦ 1
    типа
    Модуль
    АЦЦ 2
    типа
    Модуль
    АЦЦ 3
    типа
    Модуль
    АЦЦ 4
    типа
    Модуль
    АЦЦ 5
    типа
    Модуль
    АЦЦ 6
    типа
    Модуль
    АЦЦ 7
    типа
    Источник сигнала Однопроводной аналоговый Четверть-
    мостовые, потонцио-метрические схемы (в т.ч. термосопро-тивления)
    Термопары
    Х-К, Х-А
    Полно — и полумостовые схемы, дифф. сигналы (тензо- и вибродатчики, шунты) Разовые команды
    27/обр,
    частотные сигналы
    СКТ-датчики Вибродатчки ICP-типа AP2038(P)
    AP2043-XX
    AP2081-XX
    AP2082M
    AP2083
    Количество каналов 48 16 12 12 16 8 12
    Диапазон входного напряжения, B 0. +/- 10 0. +/-0,1
    +/-1
    +/-10
    0. +/30 0.

    36

    0. +/5
    Погрешность измерения, % от диапазона, не более 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
    Максимальная частота опроса, 1/сек, не менее 8000 12000 500 12000 Частота входных сигналов
    0-32000 Гц
    пост. тока
    Частота входных сигналов
    0-32000 Гц
    перем. тока
    30000
    Уровень защиты от перенапряжения, B +/- 40 +/-40 +/-40 +/-40 +/-40 +/-40 +/-40
    Значение (диапазон) напряжения питания датчиков, B минус 6 +/- 1 0. +/-5 0. +/-5 22 +/- 4
    Организация питания датчиков 2 группы по 1А (через разъем БСПИ=269-хх) 4 группы по 4 входных канала 4 группы по 3 входных канала 4 группы по 3 входных канала
    Ток питания одного датчика, мА 1. 2 0. 15 0. 15
    Балансировка каналов есть, +/- 70 мкА

    Блок связи БС-296.

    Обеспечивает связь нескольких шасси с установленными модулями с накопителем ТН по информационным каналам передачи данных (оптика), а также формирует тактовую частоту 1 Гц для синхронизации сбора данных. Применяется в составе распределённой системы.

    Габаритные размеры (мм) – 300×131×131. Масса – 3,0 кг.

    Источник