基于某型投放裝置的通用性測試軟件設計

陳紹煒，孫 浩，姚 威，張 帥

（西北工業大學 電子信息學院，陜西 西安 710129）

隨著各類測試系統和測試技術的不斷發展，需要多種測試軟件和測試設備對相應的產品和組件進行專用測試，相應的測試設備和測試軟件有時多達十幾臺十幾種，使得硬件成本和人力資源造成大量浪費。其使用、維護、升級、維修等問題成為其研制瓶頸。

投放裝置是導彈發射裝置中的重要組成部分，它對導彈當前狀態進行測控，并決定傳輸通信消息、點火、發射等一系列動作。投放裝置中各部分組件的性能測試對導彈與投放裝置之間的通信和導彈各部分的正常工作至關重要。由于投放裝置中有多個部分的組件，每個部分的狀態和功能不同，需要對其每個部分進行單項測試，以保證其整體的安全穩定性。以某型投放裝置測試儀測試軟件設計為背景，考慮到軟硬件資源的充分利用、測試的通用性、流程的可配置性。如何實現，將是硬件資源分配與上位機軟件程序開發過程的重點與難點。本文介紹了某型投放裝置測試儀通用性測試軟件的構架與其如何通過上位機程序的設計和硬件資源配置來實現系統的通用性。

1 通用化自動測試系統層化結構

通用性，是自動化測試[1]系統研究的核心問題。立足通用性測試的共同特點，我們采用層化結構來設計通用性測試系統。在分層策略中，我們遵循如同通信系統中OSI層次模型。將相同類型的歸為一層。通用化測試系統分層[2]結構如圖1所示。

圖1 通用化測試系統層結構Fig.1 Universal test system layer structure

應用層，測試軟件完成對投放裝置各個板卡的測試項目、測試類別、測試要求、測試方法的配置。完成通用化測試儀自身的自檢、校準功能[3]。

平臺層，通過工控加固計算機，使其能夠在各種內場、外場惡劣的測試環境中提供穩定性保障。電源組件根據各個信號所需電壓電流值，選擇可調節型電源，來完成各個板卡、測試項目的電壓電流要求。

設備層，為完成投放裝置的各個測試項目，工控機配以PCI卡，IO卡、AD卡、1553B卡，完成對各種測試項目的要求。

適配層，適配層采用自制PCB板。對各類信號進行分配和轉換，經轉換后接于適配板上的相應端口。通過轉接電纜連接適配板與測試對象的相應端口進行測試。配以保護電路，如若發生異常情況，則系統自動斷電保護，保證系統的安全性。

對象層，投放裝置是飛機完成導彈通信、發射等一系列動作的重要組成部分，測試對象包括了投放裝置控制盒、接口板、控制板等一系列需要測試的對象。

2 通用性測試設備總體設計

由于實際應用中要求投放裝置的穩定性和安全性，測試設備采用工控加固計算機為核心，配以PCI板卡為硬件平臺，以保證測試系統的穩定性和準確性。在Visual C++平臺下，采用多線程[4]技術，保證程序執行的實時性問題。系統總體設計如圖2所示。

圖2 系統總體設計圖Fig.2 Whole system design

硬件方面，測試系統由工控機為平臺，搭載PCI系列IO卡、AD卡、1553B卡的硬件資源。通過IO卡，對IO信號進行采集與輸出測試，以滿足測試對象的需求。通過AD卡對各路AD信號實現采集與輸出測試，通過對1553B的通信配置，來完成測試項目與測試對象之間的通信功能。硬件穩定可靠，能夠適應各種惡劣的測試環境。

軟件方面，通過對Excel表單中各個類型信號的編排，在軟件啟動時，程序將讀取Excel表中的各個信號量。讀入到程序的數據結構[5]中，并用于測試流程的設置。通過Excel表，我們可以寫入我們要測的端口的類型、屬性、和對應的各個板卡的端口值。在設置測試流程時，選取之前在Excel表中寫入的相應需要測試的項目、測試類型、測試的時間和測試要求，配置成流程文件。這樣就實現了對測試對象的測試通用性。

測試過程中信號的狀態變化方面，采用數據錄入的方式，對各個測試信號進行波形錄取。通過專用示波器控件，在數據回放功能下可對錄取結果進行觀察。詳細監視了整個測試過程，有利于測試對象的功能排誤。

測試完成后，可對測試結果進行打印報表，對測試的各個項目和時間要求等有更直觀的了解。

在測試對象方面，由于投放裝置有多部分產品需要進行專用測試，為了能夠實現測試系統的通用性，降低軟件的多樣化和維護難度。我們加以調理適配板電路，對各個端口進行合理分配和調理轉換。不同測試對象通過在Excel表中選用不同的的PCI端口進行配置，并且選用不同的測試電纜，實現對各種測試對象的通用性。

3 軟硬件關鍵性通用設計

3.1 通用性測試組建流程

投放裝置分為接口板、控制板、控制盒等幾部分組成。各部分功能不同分工不同，通過測試需求，對軟件測試流程進行配置，對硬件資源進行分配，從而實現其單個軟硬件平臺實現多種不同測試的需求。通用性測試組建[6]的總流程如圖3所示。

圖3 通用性測試組建總流程Fig.3 General test total process

3.2 硬件資源分配的通用性設計

硬件的通用性方面，由于投放裝置各個部分測試要求不同，所需的硬件電路也不同，測試所需的PCI板卡可能需要很多塊，適配調理電路也可能需要多種。本設計利用多端口的PCI板卡，完全滿足各個對象所需的信號測試個數。由適配板將不同測試信號進行調理之后接入PCI板卡。通過硬件配置和Excel表中對PCI測試端口的選擇，可僅選用對應測試對象的不同測試電纜即可完成各部分的測試，不需要多塊PCI卡和多種適配調理電路。實現了其硬件方面的通用性。這樣就減少硬件資源的浪費，如測試對象有所修改，只需重新制作相應的測試電纜并重新配置Excel端口配置文件即可，減輕了研制費用和測試設備各部分的維護問題。

硬件資源分配過程如下。首先，根據需要測試部分的要求，合理選擇測試所需的PCI板卡，并將各個信號的類型通過寫入配置文件進行資源的分配。選擇適當的電源模模塊兒和接口電纜，連接測試對象，然后利用通用性軟件對被測對象進行專項的測試流程配置。

3.3 軟件的流程化通用性設計

軟件的通用性方面，由于測試對象的多樣化要求，軟件采用配置測試流程的方式來對各個測試對象進行專項測試。比起專用的測試軟件，這樣的方式，可以減輕軟件開發和維護的難度。以往的測試軟件，只對某個設備進行專項的測試，換了一種設備或者設備有所改變和更新，軟件就需要重新編譯或升級，加大了軟件開發方面的工作量。測試流程的配置過程如圖4所示。

圖4 流程配置過程Fig.4 Configuration process

通過測試對象的要求，讀取硬件配置文件，將所需的測試板卡、測試類型、測試條件讀入程序數據庫中。對被測對象的信號類型、出現時間、持續時間、量值范圍、1553B通信消息的準確性進行完整的流程配置。通過配置好的流程和數據庫中所保存的各項所需的測試數據，控制各個PCI板卡進行測試。為了實現測試過程中的實時性和準確性問題，本軟件采用多線程技術，嚴格控制了各個被測信號的出現時間、持續時間、量值范圍、測試所需的通信信息等。保證了測試系統在不同對象的測試要求下的實時性和準確性問題。

流程配置完畢，通過程序的手動測試和自動測試，可對被測對象進行自動測試或手動的一個個信號的測試。通過軟件中的數據錄取和回放功能，可對每個被測信號進行詳細觀察，并排誤。在測試過程中，對每項出現的錯誤進行實時提示，并在測試結束后對測試結果生成報表，更加直觀的反應出各個信號的狀態和錯誤原因。

在自動和手動測試過程中，通過軟件內部輪詢的方式，對各信號的測試類型、輸入/輸出方式、測試要求進行分析，并控制PCI板卡做出相應的操作。測試過程中，多線程程序同時運行測試、數據錄取和波形顯示功能，實時顯示當前信號的狀態變化波形。更加直觀的反應出測試中所出現的問題。

4 結束語

文中以投放裝置測試儀的通用性設計為背景，詳細介紹了本系統的通用性設計思想和實現方法。本設計采用了層次化、流程化、測試過程和硬件資源可配置化的通用性思想，實現了測試儀對多種測試對象的通用性設計。通用性測試設備降低了硬件資源的浪費和研制費用，在產品更新換代的情況下，相比傳統的專用測試設備，本系統能夠滿足多種測試對象的測試要求。在當今武器裝備不斷發展和更新換代的今天，通用性測試設備的設計和應用有著重要的意義。

[1]張毅剛.自動測試系統[M].北京:人民郵電出版社，2001.

[2]蔚保國，李雋，易卿武.衛星地面站通用化自動測試系統的研究[J].現代防御技術，2006，34（5）:28-33.WEI Bao-guo，LI Jun，YI Qing-wu.The research and realization of generalized ATS for satellite ground station[J].Modern Defence Technology，2006，34（5）:28-33.

[3]穆阿華，史賢俊，周邵磊.導彈通用化測試系統自檢系統設計[J].戰術導彈控制技術，2004（2）:43-46.MU A-hua，SHI Xian-jun，ZHOU Shao-lei.Using IVI technology to develop intelligent virtual instrument driver[J].Control Technology of Tactical Missile，2004（2）:43-46.

[4]David J K.Visual C++6.0技術內幕[M].潘愛民，王國印，譯.北京:清華大學出版社，1999.

[5]孫鑫，余安萍.VC++深入詳解[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社，2001.

[6]范群.產品通用化測試系統研究與實現[J].計算機與數字工程，2008，36（8）:54-57.FAN Qun.Research and realization of general testing system for a product[J].Computer and Digital Engineering，2008， 36（8）:54-57.

[7]張默涵，毛辰.現場變壓器空載試驗的精確測試方法研究[J].陜西電力，2009（10）:54-57.ZHANG Mo-han，MAO Chen.Research on accurate measuring method for transformer no-load field test[J].Shaanxi Electric Power，2009（10）:54-57.