一種機載電子戰設備自動測試系統的設計

楊夢婕 羅春 吳勇

摘?要：針對研制階段機載電子戰設備集成聯試過程設計的測試系統存在不足，本文基于分層架構設計了一種適用于機載電子戰設備集成聯試的自動測試系統，該系統具備可擴展性、通用性、快速開發能力、聚焦聯試過程的特點，通過過程分析、配置優化、問題定位、狀態監控、性能指標測試等工作，可助推設備能力生成。

關鍵詞：自動測試;聚焦;聯試過程

Abstract：There are some deficiencies in the test system designed for airborne EW equipment integration and joint test process in the development stage，this paper designs an automatic test system for airborne EW equipment integrated and joint test based on hierarchical architecture.The system has the characteristics of expansibility，versatility，rapid development ability and focusing on joint test process.Through process analysis，configuration optimization，problem positioning，status monitoring，performance index testing，etc，the automatic test system can boost the generation of equipment capability.

Key words：automatic test;focus on;joint test process

1 緒論

目前自動測試技術已經廣泛應用于產品全壽命周期的每個環節，在國防、交通和能源等重要領域發揮著不可替代的作用[1]，機載電子戰設備也離不開自動測試系統。針對研制階段機載電子戰設備集成聯試過程設計的測試系統存在不足，亟須設計新的自動測試系統以滿足設備集成聯試需求。

電子戰設備集成聯試主要包含聯試和測試兩大環節，測試是對聯試結果的性能指標檢驗，而聯試則是設備能力形成的關鍵過程，會占據聯試人員大部分精力和時間。聯試過程中若沒有有效測試手段，聯試人員很難獨立掌握設備狀態。隨著外部需求和技術水平提升，設備集成難度增加，導致設備內部邏輯更加復雜，需要分析和監控的環節增多，進一步增大設備集成聯試的難度。

現有自動測試系統存在如下特點：

（1）在使用上存在局限性，可驅動特定型號儀器。

（2）具有型號多和品種雜的特點，缺乏了一定的通用性[2]。

（3）各設備的自動測試系統需專人開發才能保證其開發進度不滯后于設備的研制進度，成本較高。

（4）多用于結果測試，較少用于聯試過程。同時，機載電子戰設備研制周期縮短對設備集成聯試的效率提出了更高的要求，急需實現易擴展、可通用、能快速開發、聚焦聯試過程的自動測試系統。

2 自動測試系統設計

2.1 設計思路

自動測試系統采用分層架構，可滿足機載電子戰設備集成聯試測試需求，自動測試系統共分為五層，每層含義如下所示。

（1）物理層，指的是測試過程中需要使用的各類儀器、接口卡（GPIB/串口/……）、服務器等硬件資源。

（2）鏈路層，指的是物理層各設備的通訊連接，包含通訊鏈路與通信協議，實現儀器驅動、通信交互、數據管理功能：

①儀器驅動，包括信號源、頻譜儀、矢量網絡分析儀、轉臺等儀器，涵蓋常用的廠家儀器，可不斷增加儀器驅動;

②通信交互，可通過配置文件實現與被測設備之間的協議解析;

③數據管理，實現測試數據的本地管理和服務器數據庫互聯。

（3）平臺層，對鏈路層的封裝，同時為用例層用例設計提供工具支持。

（4）用例層，依托平臺層工具支持，針對各類聯試和測試開發自動測試插件，是實現系統級聯試測試過程自動化的關鍵層級。

（5）應用層，用于對用例的管理和使用，通過對用例的維護、版本管理、權限管理和用例集配置化管理，最終實現針對各設備的自動測試系統。

2.2 軟硬件設計

自動測試系統硬件包含調試計算機、測試儀器、被測設備、服務器等，其組成框圖如下圖2。自動測試系統的核心是軟件，開發環境選用Visual Studio 2008，開發語言為C#，該環境擁與微軟操作系統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存回收機制，非常適合進行復雜功能的測試平臺開發。

2.3 設計特點

自動測試系統具備以下特點：

（1）可擴展性[3]：分層架構讓自動測試系統具備良好的擴展性，可根據實際需求擴展各層內部需求。

（2）通用性：體現在用例和儀器兩個方面，可通過配置文件使用例適用于不同設備，測試人員可充分利用手中的儀器資源，大大降低聯試測試成本。

（3）快速開發能力：物理層、鏈路層、平臺層則是用例層開發的重要基礎，壓縮開發時間，通過分層架構，用例層可以直接調度下層資源，實現儀器驅動、協議解析、數據管理功能，具備快速開發用例的能力。

（4）聚焦過程：自動測試系統分層架構使開發聚焦于過程測試，而不是關注儀器驅動或是設備控制，在用例層可滿足設備集成聯試過程需求，而不只是僅關注最終的結果測試。

自動測試系統的特點決定了它適用于工程研制，以解決設備聯試測試過程中的問題。

3 工程應用

自動測試系統通過過程分析、配置優化、問題定位、狀態監控、性能指標測試等工作，助推設備能力生成。

3.1 過程分析

針對聯試內容，分析實現流程，明確流程步驟、聯試方式、交互方式、反饋機制、數據協議，可獲取流程數據并檢查是否符合設備設計要求。比如，通道測試、噪底采集、內外校準、全脈沖采集、系統天線方向圖測試等。

3.2 配置優化

通過對過程數據的深入分析，可以凸顯設備功能性能缺點，判斷準則是否合理、邏輯是否準確、配置是否最優，從設計上優化準則和邏輯，從工程應用中優化配置。優化配置有兩種方法，一是以經驗值進行優化，二是以實測數據結合算法仿真進行優化，驗證后的算法可直接嵌入用例得出結果，比如，通道衰減表、校準表、KB表、通道加權表等。

3.3 問題定位

聯試過程中的大部分時間是在定位問題，由于設備集成度較高、流程復雜，可利用自動測試系統獲取的過程數據進行問題的快速定位。按照分層級定位思路，分析不正常數據或現象，逆向確定不正常的流程環節，獲取流程關鍵環節的過程數據，將問題從系統級、分機級一直隔離到模塊級。

設備集成聯試過程中的問題定位一般只需要到模塊級，更詳細的問題分析需要由模塊設計師給出，為快速解決聯試問題，可要求各模塊設計師能夠給出幫助系統定位問題的模塊問題清單，能夠讓聯試人員快速判斷出模塊問題。

3.4 狀態監控

可實現設備各分機/模塊的溫度監控和版本監控。自動測試系統自動監控系統各分機/模塊的溫度，對超溫分機/模塊及時報警，保護設備。通過監控系統各分機/模塊軟件的版本，結合軟件的受控庫狀態，能有效控制設備軟件技術狀態基線。

3.5 性能指標測試

自動測試系統包含常規的設備性能指標測試用例，如參數測試、靈敏度測試、測向等，各個用例的設計嚴格遵循人工操作步驟，不引入人為誤差，具備可靠性。

4 結語

自動測試系統具備擴展性、通用性、快速開發能力、聚焦過程的特性，可解決研制階段機載電子戰設備集成聯試問題，已用于多種設備，能有效減輕聯試人員的負擔和開發成本，利于工程研制。該自動測試系統能夠為其他類型設備或其他測試開發提供參考。

參考文獻：

[1]劉向陽，冷春雪，黃啟陶，王宇飛.自動測試技術在航天中的應用現狀及發展趨勢[J].宇航計測技術，2018，38（1）：1-5.

[2]賈娜，王紅萍，戴軍.自動測試系統的發展現狀和前景[J].科技與企業，2015（09）：85.

[3]劉思凡，于洪濤.基于VxWorks的某裝備自動測試系統設計與實現[J].計算機測量與控制，2016，24（3）：106-108.

作者簡介：楊夢婕（1989—），女，漢族，四川廣元人，碩士研究生，工程師，研究方向：電子對抗總體技術。