基于國內某技術標準總線數據的通用解析方法研究

沈鵬，李利，胡曉燕，金媛媛

(中航工業洪都，江西南昌，330024)

基于國內某技術標準總線數據的通用解析方法研究

沈鵬，李利，胡曉燕，金媛媛

(中航工業洪都，江西南昌，330024)

國內某技術標準數據總線在我國航空航天、武器平臺等方面的應用十分廣泛，該標準對總線數據格式要求嚴格。在型號軟件測試中，由于接口控制數據數量非常多，若采用普通的數據解析方法將帶來很大的工作量，因此需要一種高效的數據解析方法以提高測試效率。本文針對該標準總線數據的特點，結合某型號接口控制數據文件的若干數據類型，研究了基于該標準總線數據的測試通用解析方法。

國內某技術標準；總線數據；數據解析；軟件測試

0 引言

航空電子設備軟件關系著飛機的飛行安全，由此對航空電子軟件的測試工作提出了非常高的要求。國內某技術標準數據總線在我國航空電子設備的應用越來越廣泛，該標準對總線數據格式要求嚴格。在國內進行航電總線測試時，會針對該項目進行專用的測試工具開發，用來進行總線數據分析測試工作，在分析過程中，對于數據的解析是一個重點。但由于一般測試數據解析工具是針對固定的型號軟件進行開發的，如果設備型號的變更導致軟件相關數據項的變更，這種測試數據解析工具可能就無法滿足要求，因此需要一種通用的總線數據測試解析方法來進行測試數據的解析。一方面可以在處理大量的數據項解析時，節約測試工作量；另一方面，當型號軟件發生變更時，只需要進行很小的數據項配置工作，即可繼續進行數據測試解析，大大節約了測試的時間和成本。

在型號軟件測試中，對于接口控制數據文件中總線數據的測試是十分重要的，但由于數據項數量多，這就需要工具進行總線數據的測試解析。基于國內某技術標準總線的數據在標準中有著嚴格的要求，針對該標準總線數據的特點，結合某型號接口控制數據文件的若干數據類型，研究基于國內某技術標準總線數據的測試通用解析方法，以提高型號軟件的測試效率。

1 國內某技術標準總線數據特點

國內某技術標準總線全稱是數字式時分制指令/響應型多路傳輸數據總線，總線上傳輸的數字數據采用標準中定義的消息和字的格式。該標準中規定，消息是包括一個指令字、一個狀態字和若干數據字及狀態響應間隔在內的傳輸序列[1]。字是一個信息序列，包括指令字、狀態字和數據字三種類型的字[1]。每個字的字長為20位，由16位有效位加同步頭和奇偶校驗位組成。

該標準總線數據的一個重要特點是位優先權。也就是說，在總線上傳輸的數據字，總是每個字的最高有效位在先，按數值遞減的次序跟著較低有效位[1]。如果在總線上發送的信息，其精度或分辨率超過16位，也應先發送最高有效位。超過16位的再按數據遞減的次序組成第二個字發送，允許將多個參數信息的位合并成一個數據字。

2 測試解析工作模式

在型號軟件測試中，通過總線數據采集模塊采集到國內某技術標準總線數據，測試解析工具獲取采集到的總線數據，在工具進行初始化時，能從數據庫中取得相應的數據項配置信息，然后根據數據項的配置信息對此總線數據的數據項進行解析，并能通過選擇已配置的數據項信息，自動根據配置信息調用相應的算法進行解析，得到最終的目標數據。由于在目前實際的測試工作中，常用的測試分析工具，如BusTools，在進行數據字的解析時，會自動處理同步頭和奇偶校驗位，并在接口控制數據文件中僅對有效數據位進行定義。因此，對于20位的數據字，本文只對其中16位的有效數據位進行分析。測試解析工作的工作模式如圖1所示。

3 典型數據分析

通過對某型軟件接口控制數據文件中所有數據進行分析整理，得出主要有五種數據類型，以下是對此五種數據類型數據特點的分析。

3.1需進行十進制轉換的普通數據

圖1 測試解析工作模式

需進行十進制轉換的普通數據主要是在單個數據字內，指定了該數據二進制表示形式的起始位和結束位，若為有符號數，則需要指定符號位。然后，根據起始位、結束位和符號位信息截取目標數據段，并進行二進制向十進制的轉換，將轉換的十進制結果與單位量進行換算，即可得到這種類型數據的目標值，數據處理過程如圖2所示。

圖2 需進行十進制轉換的普通數據類型

在對這種類型的數據處理時，需要注意區分有符號數據和無符號數據。由于二進制數據在計算機中存儲的是數據的補碼，正數的補碼就是其原碼，而負數的補碼則是其原碼按位取反再加1。

3.2 枚舉型數據

枚舉型數據包括十進制匹配和二進制匹配兩種類型。枚舉型數據主要是在單個數據字內，指定了該數據二進制表示形式的起始位和結束位，根據起始位和結束位信息截取目標數據段，枚舉型數據的目標值采用鍵-值對的形式進行匹配，數據處理過程如圖3所示。

若為十進制匹配數據，則將目標數據段進行二進制向十進制的轉換，并進行鍵-值對的匹配，找到目標數據。

若為二進制匹配數據，則將目標數據段直接進行鍵-值對的匹配，找到目標數據。

圖3 枚舉型數據類型

3.3 需進行十進制轉換的復合型數據

圖4 需進行十進制轉換的復合型數據類型

需進行十進制轉換的復合型數據主要是通過將多個需要進行十進制轉換的普通數據類型進行拼接得到目標結果，數據處理過程如圖4所示。

常見的該類型數據如日期，需要得到年月日時分秒的數據信息，通過將若干數據字中的若干目標數據段進行截取，并采用第一種數據類型的轉換方式進行十進制轉換，最后將所有的轉換結果進行拼接得到最終的目標數據。

3.4 需進行十進制轉換的三十二位型數據

需進行十進制轉換的三十二位型數據主要是指在總線上發送的信息超過16位，而超過16位的按數據遞減的次序組成第二個字發送。該目標數據段分隔在兩個數據字中，需要分別將兩個數據字中的有效數據段進行拼接，再進行二進制向十進制的轉換，最終得到目標數據,數據處理過程如圖5所示。

3.5 常量型數據

圖5 需進行十進制轉換的三十二位數據

常量型數據是在單個數據字中，指定了該數據的起始位和結束位，但目標數據段對應的目標值是一個常量，無需進行轉換。

4 數據解析算法設計

4.1 普通數據算法設計

假設數據塊的十六進制數據字符串為S，目標數據在數據塊中的字號為m，通過目標數據字在該數據塊中的字號可以得到目標數據字的十六進制字符串，目標數據字的十六進制數據為SHex，通過字符串截取方法Substring獲取目標數據字的十六進制數據字符串SHex，則：

目標數據字二進制表示形式為SBinary，經過方法HexToBinary(SHex)將十六進制字符串SHex轉換成二進制表示形式SBinary。得到目標數據字的二進制字符串后，根據數據項的起始位、結束位信息，獲得目標數據段的二進制字符串Starget。

若目標數據符號位為正，假設Starget的位數為n，單位量的值為u0。遍歷目標數據段的二進制字符串，則目標數據計算公式f(n)為：

若目標數據符號位為負，先對目標數據段二進制字符串末位減1，再對所有數據位取反，得到負數的原碼二進制字符串Snew，假設Snew的位數為n，單位量的值為u0。遍歷目標數據段的二進制字符串，則目標數據計算公式f(n)為：4.2枚舉型數據算法設計

枚舉型數據的算法與普通數據算法是一致的，通過數據項所在的字號、起始位、結束位、符號位等信息計算得到目標數據段所對應的數據后，需要根據枚舉配置項的鍵值對數據，匹配得到目標數據。

4.3 復合型數據算法設計

復合型數據是由多個普通數據組合而成，假設復合型數據是由n個普通數據構成，第i個普通數據的位數為length(i)，則復合型數據的目標數據計算公式f(n)為：

4.4 三十二位型數據算法設計

三十二位型數據是由兩個數據字組成，假設數據塊的十六進制數據字符串為S，第一個數據字字號為m，第二個數據字字號為n，且m＜n，第一個數據字的起始位為s1，結束位為e1；第二個數據字的起始位為s2，結束位為e2。第一個數據字的有效二進制數據段為S1，第二個數據字的有效二進制數據段為S2，則：

目標二進制數據段Starget則為S1和S2的連接字符串，目標數據的計算公式與普通數據的計算公式一致。

4.5 常量型數據算法設計

常量型數據的目標數據值是一個常量，假設常量為C0，則目標數據計算公式f(n)為：

5 結語

本文根據國內某技術標準總線數據的特點，結合某型號接口控制數據文件中的接口數據信息，提取通用的數據類型并進行了分析。再根據各數據類型的特點進行算法設計，得到通用的幾種測試數據類型的解析公式。在測試工作中，只需要完善各個數據項相應的配置信息，在獲取總線數據中的數據塊后，可以按照相應的配置信息進行數據解析，并自動得到解析結果。此解析方法在用于該標準總線數據的解析時可以較小地受型號變更的影響，只需對配置信息進行修改，即可進行總線數據的解析工作。

[1]數字式時分制指令/響應型多路傳輸數據總線.GJB289A-97.1998，5.

[2]布朗，等.軟件測試.原理與實踐(英文版).北京：機械工業出版社,2012.

[3]劉振宇,王恒.基于形式化方法的測試驅動開發研究.計算機工程與設計,2008.

[4]程燁,高建華.與設計模式相結合的測試驅動開發方法.計算機工程與設計,2006.

>>>作者簡介

沈鵬，男，1988年出生，2013年畢業于北京航空航天大學，工程師，現從事軟件工程專業工作。

Research on General Analytical Method of Bus Data Based on Domestic Technical Standard

Shen Peng,Li Li,Hu Xiaoyan,Jin Yuanyuan

(AVIC-HONGDU,Nanchang,Jiangxi,330024)

A domestic technical standard for bus data is widely applied in Chinese aerospace,weapon platform,etc. The standard strictly limits the format of bus data.Since the interface control data is enormous and normal data analytical method will cause tremendous workload during the test of software,a effective data analytical method to increase test efficiency is needed.Base on the characteristics of standard bus data and certain data types of interface control document,a research on the general analytical method is performed based on the standard bus data.

A domestic technical standard;Bus data;Data analysis;Software test

2016-10-19）