Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra bảng mạch nhớ trong máy tính của tổ hợp điều khiển vũ khí trên máy bay SU-27

 hệ thứ tư, được sản xuất trên 
nền tảng công nghệ điện tử và bán dẫn số tích hợp ở giai đoạn đầu của công nghệ số. Hầu 
hết các hoạt động của máy bay Su-27 đều được điều khiển thông qua các máy tính số 
chuyên dụng. Trong quá trình khai thác, các máy tính này thường xuất hiện những hỏng 
hóc. Để bảo đảm bay, cũng như năng lực sửa chữa trong nước thời gian đầu chưa đảm bảo, 
nên những máy tính hỏng thường được gửi sang Nga và các nước SNG sửa chữa. Tuy 
nhiên, do giá thành cao, thời gian sửa chữa kéo dài nên khó đáp ứng được công tác bảo 
đảm bay, cùng với thời gian, các đội ngũ kỹ thuật sửa chữa máy bay cũng được nâng lên. 
Nhưng để có thể sửa chữa trong nước tốt, bên cạnh việc đào tạo đội ngũ kỹ thuật, cần đầu 
tư, mua sắm, nghiên cứu những trang thiết bị kiểm tra để hỗ trợ, phục vụ quá trình sửa 
chữa như việc chẩn đoán, phát hiện hỏng hóc giúp cho quá trình sửa chữa được rút ngắn, 
đáp ứng được các yêu cầu của công tác bảm đảm kỹ thuật. 
Hiện nay, bên cạnh những thiết bị kiểm tra (TBKT) đi kèm do Nga cung cấp như tổ hợp 
thiết bị ЭРП7-044 [3], đơn vị sửa chữa VKTBKT nói chung và máy bay nói riêng đã được đầu 
tư nhiều thiết bị kiểm tra đa năng của các nước như Dianna (Ucrainna), Pinpoint [5] (Anh), 
Vector [4] (Belarus), Qmax [6] (Ấn độ),  để phục vụ cho quá trình sửa chữa các thiết bị điện 
tử. Tuy nhiên, những thiết bị này đã phát huy được trong quá trình sửa chữa, nhưng do giá 
thành khá cao nên số lượng đầu tư cũng hạn chế, trong khi nhu cầu sửa chữa là rất lớn. 
Từ những nghiên cứu, phân tích trên, có thể nhận xét rằng những thiết bị kiểm tra đi 
kèm cũng như những thiết bị kiểm tra hiện đại đã phục vụ tốt cho quá trình chẩn đoán, 
phát hiện các hỏng hóc của các thiết bị điện tử trong các thiết bị chuyên dụng của 
VKTBKT công nghệ cao. Tuy nhiên, do số lượng thiết bị có hạn, nhu cầu lại lớn, khi 
những thiết bị này hỏng hóc mất nhiều thời gian gửi đi sửa của các hãng do đó cũng gặp 
khó khăn trong quá trình sửa chữa. Ngoài ra, nhằm từng bước làm chủ công nghệ sửa chữa 
VKTBKT công nghệ cao, bổ sung thêm các thiết bị phát hiện, chẩn đoán chuyên sâu các 
bảng mạch điện tử phục vụ tốt cho quá trình sửa chữa các bảng mạch điện tử từ nghiên 
cứu chế tạo trong nước là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn và khoa học. Trong bài báo này trình 
bày thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra các bảng mạch nhớ của máy tính số chuyên dụng 
222
trong t
trình bày các b
bảng mạch nhớ tại đ
2.1. 
để điều khiển ra đa vô tuyến v
nh
RAM mã hi
09.003÷09.005 và 01 bo nh
cùng mã hi
ROM khác nhau, th
khác nhau.
mạch nhớ trong máy tính số 1 v
đầu v
giản đồ xung điều khiển, các nguồn sử dụng cho bo mạch.
1, 2 
trình bày chi ti
Bảng mạch nhớ
Số đầu v
Số đầu ra số 
Tổng số đầu v
Chíp nh
Ngu
Cơ s
Trong t
ớ ROM chứa ch
Chính vì phân tích trên, 
Từ kết quả của việc xây dựng s
và phân tích sơ đ
ồn nuôi:
5V
3V
10V
20V
ổ hợp điều khiển vũ khí 
ào 
ào s
ớ
Hoàng Văn Chính
ở xây dựng thiết bị kiểm tra các bảng mạch nhớ
ổ hợp CYB [7, 
bảng mạch (số đầu ra của TBKT)
ệu 09.080; máy tính số 2 có 03 bảng mạch nhớ ch
ệu có s
Hình 
ố 
ào/ra
ước từ phân tích, thiết kế, chế tạo đến thực nghiệm thiết bị kiểm tra các 
ảnh của bảng mạch nhớ đ
Hình 1. 
ết trong bảng 1 d
ơn v
2. 
ương tr
ơ đ
ậm chí c
B
THI
ồ nguy
Hình 
ồ
ảng 1.
ị sửa chữa.
ẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ KIỂM TRA
, các thông s
ROM
09.003 
556PT7A
, “
8] c
ình c
ớ RAM m
ùng b
để xây dựng một thiết bị kiểm tra chuy
ản
 T
20
42
62
x 
x 
x 
x 
Thi
(CYB) 
ủa máy bay Su
à ra đa quang tương 
ên lý gi
h m
ư
ổng hợp các thông số phục vụ thiết kế từ các bảng mạch nhớ
ết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra 
ủa má
ảng mạch những giữa các phi
à s
ạch nhớ trong tổ hợp điều khiển CYB, Su
ơ đ
ới đây
ống nhau, nh
ố 2, cần xác định đ
ồ nguy
ố 
556PT7A
trên máy bay Su
y tính v
ã hi
làm cơ s
: 
ROM
09.004
20
42
62
ệu 09.080. Về mặt nguy
ược minh họa tr
, s
x 
x 
x 
x 
-27, Su
ới m
ố đ
ên lý các m
ở cho việc 
ầu ra
-30 có 02 máy tính 
ứng. Máy tính số 1 có 04 bảng mạch 
ã hi
ưng n
556PT7A
-27 và c
ệu: 09.003÷09.006 v
ược loại chíp nhớ của bo mạch, số 
bảng mạch (số đầu v
ROM 
09.005
46
42
88
x
x
x
x
ội dung chứa trong các chíp nhớ 
ên 
ạch nhớ ROM, RAM 
thi
Thông tin khoa h
ương tr
hình 
ết kế
 vũ khí tr
ả Su
ên b
-
ình ROM v
ên lý, các bo m
ản Su
1. 
ên d
, lựa chọn thiết bị
ROM 
09.006
556PT7A
30. N
ụng c
44
48
92
x
x
x
x
ên máy bay Su
ội dung b
Ц100 s
-
à 01 bo nh
27, Su
ho nh
ào c
-27.
ọc công nghệ
ố 1 v
ới m
ủa TBKT)
máy tính s
ạch có 
-30 c
ững bảng 
RAM 
09.080
37
19
56
541PY1
-27.
ài báo 
à s
ã hi
ũng 
 đư
x 
”
ố 2 
ớ 
ệu 
, 
ố 
ợc 
.
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 65, 02 - 2020 223
Ngoài ra, sơ đồ khối trao đổi thông tin của các bảng mạch nhớ về cơ bản có cùng một 
cấu trúc như được trình bày trên hình 2 dưới đây. Tín hiệu địa chỉ, tín hiệu điều khiển từ jắc 
cắm đến khối đệm đầu vào, sau đó đến các chân địa chỉ và còn các tín hiệu điều khiển sẽ 
qua khối tổ hợp logic rồi đến các chân điều khiển của các chíp nhớ. Các chân dữ liệu đầu ra 
của chíp nhớ sẽ qua mạch đệm logic và sau đó đưa ra jắc cắm (hình 2). Từ những số liệu 
phân tích trên sẽ là cơ sở cho việc thiết kế thiết bị kiểm tra sẽ được trình bày kỹ dưới đây. 
Khối nguồn
Khối 
đệm 
logic 
đầu vào
Khối tạo tín hiệu 
điều khiển chip
Khối các IC nhớKhối 
đệm 
logic 
đầu ra
J
ắc
 c
ắm
Hình 2. Sơ đồ khối việc trao đổi thông tin của các bảng mạch nhớ. 
2.2. Cấu trúc và nguyên lý chung của thiết bị kiểm tra bảng mạch nhớ 
Từ việc tìm hiểu, tham khảo các thiết bị kiểm tra điện tử hiện đại như Dianna, PinPoint, 
Vector, Qmax, [3-6] của các hãng trên thế giới và từ kết quả phân tích nhận được trong 
mục 2.1, tác giả đề xuất cấu trúc của thiết bị kiểm tra các bảng mạch nhớ trong máy tính 
của tổ hợp điều khiển vũ khí trên máy bay Su-27, Su-30 như trên hình 3 dưới đây. 
Hình 3. Cấu trúc của thiết bị kiểm tra các bảng mạch nhớ. 
Chức năng của thành phần thiết bị kiểm tra trên hình 3 như sau: 
+ Máy tính và phần mềm kiểm tra: Máy tính được kết nối với tủ thiết bị kiểm tra thông 
qua cáp truyền thông và chứa phần mềm kiểm tra thực hiện điều khiển toàn bộ quá trình 
kiểm tra và lưu trữ dữ liệu; 
+ Tủ thiết thiết bị kiểm tra: là thành phần chính của thiết bị kiểm tra chứa khối xử lý 
trung tâm cho phép tạo các tín hiệu vào ra; khối cung cấp các nguồn nuôi phục vụ kiểm tra 
và các jắc nguồn, các đèn báo. 
+ Mạch giao tiếp: mạch giao tiếp thực hiện chức năng kết nối những tín hiệu địa chỉ, 
điều khiển, dữ liệu và các nguồn giữa tủ thiết bị kiểm tra và bảng mạch nhớ được kiểm tra; 
Thông tin khoa học công nghệ 
Hoàng Văn Chính, “Thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra  vũ khí trên máy bay Su-27.” 224 
2.3. Các bước thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra các bảng mạch nhớ 
Từ việc phân tích và lựa chọn cấu trúc của thiết bị kiểm tra ở trên, các bước tiến hành 
xây dựng thiết bị kiểm tra các bảng mạch nhớ trong máy tính chuyên dụng của tổ hợp trên 
máy bay Su-27 gồm: 
Bước 1: Lựa chọn thiết bị, thiết kế cơ khí, mạch giao tiếp thiết bị kiểm tra; 
Bước 2: Xây dựng thuật toán kiểm tra; 
Bước 3: Xây dựng chương trình kiểm tra; 
Bước 4: Thử nghiệm và đánh giá (Nội dung này sẽ được trình bày trong mục 3 của bài 
báo này). 
2.3.1. Lựa chọn thiết bị, thiết kế cơ khí, mạch giao tiếp thiết bị kiểm tra 
a) Lựa chọn các thiết bị: 
- Khối xử lý trung tâm: Có nhiều phương án lựa chọn thiết bị cho khối xử lý trung tâm. 
Tuy nhiên, trong bài báo này trình bày việc lựa chọn thiết bị trung tâm dựa trên những ưu 
điểm của thiết bị của hãng National Instruments trong đo lường, điều khiển và tạo các thiết 
bị kiểm tra [9, 10]. Ở đây chọn khối trung tâm gồm: 
+ NI PXI chassis 1073 [12] với 05 khe cắm tích hợp sẵn giao tiếp MXI Express tốc độ 
250MB/s của hãng National Instruments (Hình 4a); 
+ 02 card thu thập dữ liệu đa năng NI PXIe 6363 [11] với tổng cộng 96 đầu vào/ra số, 
64 đầu vào tương tự 16 bít và 08 đầu ra tương tự,... (hình 4b); 
a) NI PXI chassis 1073 b) NI PXIe 6363 c) NI PCIe-8361 
Hình 4. Các thiết bị lựa chọn cho khối trung tâm và giao tiếp. 
- Card giao tiếp: để kết nối giữa máy tính và NI PXI chassis 1073, card giao tiếp được 
lựa chọn là NI PCIe-8361 [13] (Hình 4c) và cáp MXI Express; 
- Máy tính được lựa chọn là máy tính để bàn có cấu hình tối thiếu như sau: CPU Core 
i5/RAM 8GB/ HDD 500GB /DVD-RW, Màn hình 17”, Hệ điều hành Windows 7 
32/64bits; 
- Đồng hồ: Phục vụ đo, kiểm tra các nguồn 1 chiều khi cần. Tiêu chí để lựa chọn là đo 
điện áp 1 chiều và có độ chính xác 1%. Tác giả bài báo này lựa chọn đồng hồ của hãng 
Autonics MT4W-DV-4. 
b) Thiết kế các nguồn một chiều 
Để đảm bảo tính mở của thiết bị kiểm tra, qua quá trình khảo sát các dạng nguồn 
thường sử dụng trong các bo mạch của Nga cũng như những nguồn thông dụng sử dụng 
trong các bo mạch điện tử. Các nguồn được thiết kế trong thiết bị kiểm tra này gồm các 
dạng nguồn như sau: ±5V, ±12, ±15, +3.3V, 6V, 10V, 20V, 25V và 27V. Sơ đồ khối 
nguyên lý thiết kế và hình dáng nguồn được minh họa trên hình 5. 
Nghiên c
Tạp chí Nghi
c) 
khi
đư
thi
bảng mạch nhớ đ
giao ti
d) 
thi
đư
(1: M
Thi
M
ển, dữ liệu v
ợc thiết kế th
ết bị NI PXIe chassis 1073 của tủ thiết bị kiểm tra v
Thi
Ph
ết bị, các jắc kết nối v
ợc tr
a) M
ết kế các mạch 
ạch giao tiếp đ
ếp chính v
ết kế phần c
ần c
ình bày trên hìn
Hình 8.
ặt máy
ứu khoa học công nghệ 
ơ khí đư
ên 
Mạch lọc đầu vào
ạch giao tiếp chính
; 2, 3: Cơ c
7: N
cứu KH&CN 
à cung c
ành 02 mô đun: mô đun th
à m
 Bản vẽ 
ắp tr
Hình 
ư
ược thiết kế ri
ạch giao tiếp các bảng mạch nhớ đ
ơ khí TBKT
ợc thiết kế có kết cấu vững chắc, gọn g
Hình 
giao ti
ợc thiết kế th
h 
mô t
ên; 8: N
11: Đ
7. 
ấp các nguồn cần thiết cho từng bo mạch nhớ. Ở đây mạch giao tiếp 
à h
9 
ấu gá aptomat; 4: mặt sau; 5, 6: C
quân s
Mạch chỉnh lưu 
và lọc nguồn
5.
Minh h
ếp
ệ thống l
với kích th
ả phần c
ắp d
ồng hồ đo điện áp; 12: Quạt l
 Sơ đ
êng cho t
ự, Số
Bảo vệ 
quá dòng
ồ khối nguy
ọa các bảng mạch giao tiếp của TBKT
ành t
ơ khí và 
ưới; 9: khối x
àm mát. Thi
ư
 65
ừng mô đun, cho phép kết nối tín hiệu địa chỉ, điều 
ừng loạn bảng mạch nhớ. H
ớc 812 x 482 x 482 d
, 02
Bộ chuyển mạch 
điều khiển PWM
ứ nhất gọi l
b
 - 20
công suất
Mạch 
ên lý ngu
b) M
ố trí 
ử lý
20
ết bị kiểm tra sau khi chế tạo v
các chi ti
ạch giao tiếp bảng mạch nhớ
 trung tâm; 10: Kh
ồn một chiều
à m
à mô đun th
ườ tr
ạch giao tiếp
ình bày trên hình 7a, hình 7b.
ư
ết của tủ thiết bị kiểm tra
ơ c
àm mát
Mạch chỉnh lưu 
tần số cao và lọc
àng cho phép b
ới đây.
ấu giữ cáp kết nối máy tính; 
Mạch phản hồi áp
)
Bảo vệ 
quá áp
. 
ứ 2 gọi l
ình v
. 
ối nguồn;
. 
 chính k
à m
ẽ minh họa mạch 
ạch giao tiếp 
ố trí đ
ết nối với 
ược các 
à l
225
ắp ráp 
226
2.3.2
a) 
chung c
của từng cặp chip nhớ ROM. Dữ liệu đọc về l
đư
liệu đọc về từ bảng mạch nhớ kiểm tra th
các bo m
kiểm tra cho các bảng mạch nhớ c
đư
.
Thu
Các b
ợc so sánh với dữ liệu chuẩn t
Dữ liệu chuẩn l
Lưu đ
ợc tr
k =
Hình 10. 
 Xây d
ật toán cho bảng mạch nhớ ROM
ủa thuật toán kiểm tra l
ình bày trên hình 10 và hình 11 d
- Khởi tạo các thông số hệ thống 
- Lựa chọn bo mạch nhớ ROM để kiểm tra
- Gán địa chỉ đầu kiểm tra vào biến i 
k +1
- Đọc dữ liệu từ bảng mạch vào R
- i 
Hoàng Văn Chính
ảng mạch ROM có các loại sau: 09.003, 09.004, 09.005, 
ạch tốt v
ồ thuật toán tạo dữ liệu chuẩn v
N
= i +
chu
ựng thuật toán kiểm tra
k 
1
Hiện thị dữ liệu lên màn hình
k 
Lưu đ
i <
Ghi dữ liệu vào file
< =Số cặp chíp ROM<Số cặp chíp ROM
ẩn bảng nhớ ROM.
à d
à d
Bắt đầu
Kết thúc
địa chỉ MAX
Y
ồ thuật toán tạo dữ
Hình 
ữ liệu đ
ữ liệu đọc về đ
Y
, “
9. Thi
?
??
Thi
à th
ược tạo ra bằng cách quét các ô nhớ của từng cặp chíp của 
=
[i]
ết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra 
ết kế thiết bị kiểm tra sau khi lắp ráp.
ực hiện tạo tín hiệu địa chỉ, điều khiển quét từng ô nhớ 
ương 
ùng lo
0, k=
ược l
0
N
 li
ứng. Nếu có sự sai kh
ì d
ưu vào file tương 
ại, c
ưới đây.
ệu 
ữ liệu đó sẽ đ
ùng seri.
à thu
à d
ật toán kiểm tra các bảng mạch nhớ ROM 
ữ liệu 16 bít (8 bít cho 1 chip ROM) phải 
k =
Hình 11. 
k +1
- Khởi tạo các thông số hệ thống 
- Lựa chọn bo mạch nhớ ROM để kiểm tra
N
- Nạp dữ liệu chuẩn vào bộ nhớ C
- Gán địa chỉ đầu kiểm tra vào biến i
ược hiển thị m
ứng. Dữ 
Hiển thị kết quả kiểm tra
k 
- Đọc dữ liệu từ bảng mạch vào R
- i = i 
Lưu đ
bảng mạch nhớ ROM.
Thông tin khoa h
ác gi
Kiểm tra có
dữ liệu chuẩn
R
Hiện thị dữ liệu màu 
đỏ và tăng giá trị 
mảng nhớ của chíp 
tương ứng lên 
i < địa chỉ MAX
<Số cặp chíp ROM
+1
 vũ khí tr
Bắt đầu
[i] = C
Kết thúc
Y
ồ thuật toán kiểm tra các 
ữa dữ liệu chuẩn v
li
?
[i]?
1
Y
?
N
Y
09.006. Nguyên lý 
àu đ
ệu n
[i
?
ên máy bay Su
ày làm cơ s
N
]
Y
[i]
ỏ. 
Hiển thị 
dữ liệu 
thường
N
ọc công nghệ
chương trình tạo 
dữ liệu chuẩn
bình 
Thực hiện 
 ì 
-27.
à d
ở cho 
”
ữ 
Nghiên cứu khoa học công nghệ 
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 65, 02 - 2020 227
b) Thuật toán cho bảng mạch nhớ RAM 
Đối với bảng mạch RAM, qua nghiên cứu, khảo sát từ những bo mạch nhớ hỏng chíp 
nhớ RAM cũng như nguyên lý của các ô nhớ chíp RAM, thì khi hỏng, trạng thái bít đầu ra 
của chíp RAM luôn ở mức logic “1”, do đó chúng ta chỉ cần kiểm tra trạng thái ghi mức 
logic “0” vào từng ô nhớ và đọc lại kiểm tra xem liệu ô nhớ đó có ghi được mức logic “0” 
này không, từ đó cho phép đánh giá trạng thái của từng ô nhớ và chíp nhớ. Ngoài ra, mạch 
nhớ RAM cần kiểm tra trạng thái của mạch tự kiểm tra. Trạng thái của mạch tự kiểm tra 
được thể hiện qua bít trạng thái НБЗО, mạch tự kiểm tra tốt thì bít này luôn có mức logic 
“1” và ngược lại mạch tự kiểm tra có lỗi. Lưu đồ thuật toán kiểm tra bo mạch RAM được 
trình bày trên hình 12. 
Bắt đầu
- Khởi tạo các thông số hệ thống 
- Lựa chọn kiểm tra bo RAM
- Gán địa chỉ đầu kiểm tra vào biến i=0
R[i].j = 1?
Bít НБЗO = 0?
Y
N
Kết thúc
- Ghi dữ liệu 0 vào chíp RAM
- i = i+1
i < địa chỉ MAX?
N
Y
Gán i = 0
Hiển thị kết quả kiểm tra
- Đọc dữ liệu từ bảng mạch R[i]
- i = i +1
- Kiểm tra từng bít của R[i] (16 bít) và bít НБЗO 
- Gán j = 0
i < địa chỉ MAX?
N
Y
Hiển thị bình 
thường
Hiển thị bít tương ứng màu đỏ
j<16
Y
j=j+1
N
Hình 12. Lưu đồ thuật toán kiểm tra kiểm tra bảng mạch nhớ RAM. 
2.3.3. Xây dựng chương trình kiểm tra 
Trên cơ sở những thuật toán trên, chương trình kiểm tra bảng mạch nhớ trong máy tính 
số chuyên dụng của tổ hợp CYB đã được xây dựng trên phần mềm Microsoft Visual 
Studio 2010 và thư viện NI Measurement Studio 2015 của hãng National Instruments. 
Giao diện chính và giao diện mô đun kiểm tra bo mạch nhớ ROM và RAM được minh họa 
trên hình 13, 14 và hình 15 dưới đây.