基于C#的可配置一鍵式頻綜測試平臺的設(shè)計

李儀 王兆麒 李效軍

摘?要：為了解決頻綜模塊測試環(huán)境開發(fā)慢、測試效率低的問題，本文基于C#設(shè)計了一種可配置的、支持一鍵測試的頻綜模塊自動測試平臺。該平臺采用模塊化設(shè)計，具備XML測試參數(shù)配置接口、測試方法庫、硬件驅(qū)動庫、報表生成模塊以及友好的UI界面。經(jīng)對比測試可證明該測試平臺能正確可靠的對頻綜模塊進行測試，同時有效提高制造效率。

關(guān)鍵詞：C#;可配置;頻綜;自動測試

頻綜作為電子對抗設(shè)備的核心部件，其性能直接影響到電子對抗設(shè)備的作戰(zhàn)效果。頻綜模塊內(nèi)部參考、時鐘、校正等功能模塊多，同時工作頻帶寬、通道多，為確保頻綜能正常工作，需要模擬電子對抗設(shè)備的工作環(huán)境在多種惡劣的環(huán)境條件下對頻綜進行環(huán)境適應(yīng)性測試;為了保證測試覆蓋性，需針對頻綜內(nèi)不同功能模塊的多個頻點多個通道設(shè)置大量的測試點。

在傳統(tǒng)的人工測試中，需耗費大量人力以及時間反復(fù)對儀器和主控軟件進行頻繁操作，這種方式測試效率低、周期長、可靠性差，已無法滿足目前的生產(chǎn)交付需要，因此急需開發(fā)一種通用性強、操作便捷、測試高效的頻綜模塊測試平臺。

1 測試平臺方案

頻綜工作時需要由電源供電，由主控板對頻綜輸入控制信號控制其輸出的功能通道和工作頻點，由頻譜儀對頻綜輸出的射頻信號進行頻率、功率、雜波、相噪等指標測量。為了實現(xiàn)頻綜的自動化測試必須軟硬件協(xié)同，硬件是軟件的執(zhí)行基礎(chǔ)，硬件負責對頻綜進行供電、工作模式控制、測量通道切換和輸出信號頻譜分析;軟件是控制硬件運行的而大腦，軟件負責接收用戶的測試需求、對硬件進行程控按照指標測試方法庫的測試序列進行指標測試和測試報表輸出。

2 硬件設(shè)計

本測試平臺硬件主要由調(diào)試計算機（帶網(wǎng)口）、IO96卡、程控電源、主控板、程控開關(guān)、頻譜儀和頻綜組成，支持同時接入4個頻綜模塊進行測試。

調(diào)試計算機作為軟件運行的載體通過網(wǎng)口對程控電源、頻譜儀進行控制，通過IO96卡對程控開關(guān)、主控板進行控制;程控電源在軟件的控制下通過1分4加電線對4個頻綜模塊同時進行供/斷電操作;主控板在軟件的控制下向頻綜發(fā)送TTL協(xié)議實現(xiàn)對工作模式、工作頻點以及衰減的控制;程控開關(guān)接收程控指令進行多路射頻通道開關(guān)將指定測試通道的射頻信號灌入頻譜儀;頻譜儀在軟件的程控下進行測試參數(shù)（Span＼＼ResBW＼＼CenterFreq＼＼Reflevel等）設(shè)置和頻譜分析（PeakSearch＼＼NextPeak＼＼PowRead＼＼FreqRead＼＼DeltaRead等）。

3 軟件開發(fā)

在自動測試平臺中，指標測試、儀器通信、頻綜控制、報表生成等關(guān)鍵功能均依賴于軟件實現(xiàn)，軟件開發(fā)是平臺設(shè)計的核心。軟件開發(fā)環(huán)境選用VS2010（Microsoft Visual Studio 2010），開發(fā)語言為C#。VS2010與微軟操作系統(tǒng)兼容性良好同時有大量免費控件庫，C#語言編程簡潔高效并有可靠的內(nèi)存回收機制，非常適合進行復(fù)雜功能的測試平臺開發(fā)。

3.1 功能模塊設(shè)計

測試軟件采用模塊化設(shè)計思路，分為測試參數(shù)配置接口、測試方法庫、定時循環(huán)測試控制模塊、硬件驅(qū)動庫和數(shù)據(jù)監(jiān)控及報表生成模塊[1][2]。

3.1.1 測試參數(shù)配置接口

對結(jié)構(gòu)化配置文件XML并進行節(jié)點解析，讀取待測課題、待測通道、測試頻點、合格判據(jù)等測試參數(shù)信息。

3.1.2 測試方法庫

依據(jù)產(chǎn)品規(guī)范對頻綜的關(guān)鍵指標，如頻率、功率、雜波、諧波、相噪進行序列化測試指令封裝，完成指標測試和合格判斷。

3.1.3 定時循環(huán)測試控制模塊

運用多線程技術(shù)和定時器控件對測試時間軸進行控制，實現(xiàn)定時循環(huán)測試的一鍵式執(zhí)行，全程自動化測試。

3.1.4 硬件驅(qū)動庫

含儀器驅(qū)動庫、程控開關(guān)控制庫和主控板控制庫，通過網(wǎng)口、并口等總線按照指定的程控協(xié)議對電源、頻譜儀、程控開關(guān)、主控板進行控制。

3.1.5 數(shù)據(jù)監(jiān)控及報表生成模塊

對測試數(shù)據(jù)進行實時顯示和監(jiān)控，不合格數(shù)據(jù)自動報紅提醒測試人員進行異常處理。調(diào)用Microsoft Office Word交互接口對測試數(shù)據(jù)進行完整準確的記錄并自動輸出標準化的Word報表，方便檢驗、歸檔與后期追溯。

3.2 主要函數(shù)接口

3.2.1 硬件驅(qū)動類函數(shù)

InstrumentIni（）函數(shù)用于建立對電源、頻譜儀、程控開關(guān)和主控板的通信鏈路。

PZCmdSend（）函數(shù)用于控制頻綜的輸出功能通道和工作頻點。

SPACmdSend（）函數(shù)用于控制頻譜儀進行指定讀/寫操作。

3.2.2 測試功能函數(shù)

LoadXML（）函數(shù)用于讀取測試配置文件的測試參數(shù)。

TimeGenerate（）函數(shù)用于生成測試時間軸。

StartTest（）函數(shù)用于執(zhí)行測試線程，并將測試結(jié)果實時顯示至UI。

SaveWord（）函數(shù)用于保存測試結(jié)果生成標準化word報表。

3.3 軟件執(zhí)行流程

完整的測試流程包含4層循環(huán)[2]，當?shù)竭_指定測試時機時會依次對所有循環(huán)、所有產(chǎn)品、所有通道、所有頻點的指標進行測試，每次測試都會自動生成Word報表。軟件流程層次分明邏輯清晰、能夠高效可靠的實現(xiàn)自動測試。

3.4 UI（UserInterface）設(shè)計

UI設(shè)計遵循便捷、清晰的原則，即滿足了多功能的交互需求又尊重作業(yè)人員的操作習慣。

4 測試驗證

本文隨機抽取了10個頻綜模塊作為驗證對象對測試平臺的正確性和可靠性進行了驗證，通過自動測試與手動測試的全覆蓋測試對比驗證結(jié)果可表明本測試平臺試測試誤差RMS（Root Mean Square）僅0.29dB，可滿足制造檢驗需求。同時本平臺各功能工作正常、可提高測試效率6倍以上，能有效縮短頻綜模塊的制造周期。

5 結(jié)語

本文研究了可配置一鍵式頻綜測試平臺的實現(xiàn)方案，依托電源、頻譜儀、程控開關(guān)等程控設(shè)備搭建了能接入4個頻綜模塊同時測試的硬件測試平臺，在VS2010開發(fā)環(huán)境內(nèi)基于C#語言開發(fā)了全自動的測試軟件，可在保證測試準確性的同時提高測試效率6倍以上，有效縮短頻綜模塊的制造周期。

本測試平臺采用模塊化和標準化設(shè)計，具備良好的可拓展性和可移植性，能夠為其他同類產(chǎn)品的測試平臺開發(fā)提供參考。

參考文獻：

[1]王盛杰.基于雷達導(dǎo)引頭系統(tǒng)的上位機控制平臺軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京工業(yè)大學，2016.

[2]王子龍，路景澤.基于CPCI總線的雷達導(dǎo)引頭測試系統(tǒng)與實現(xiàn)[J].計算機測量與控制，2016，24（7）：141-143.

作者簡介：李儀（1990-），女，碩士，工程師，研究方向：電子對抗、自動測試系統(tǒng)。