航空電子軟件分布式測試平臺設計與實現

劉銘

（北京飛機維修工程有限公司成都分公司，四川成都，610201）

軟件分布式測試平臺就是指在局域網和Internet基礎上，將分布于不同地點、獨立完成特定功能的測試計算機連接起來，這樣就可以實現計算機網絡測試的各項工作，比如分散操作與測試資源共享等。為滿足航空電子軟件分布式測試平臺的設計與實現，首先要了解該平臺的技術原理，并對當下存在的問題進行分析，然后創設平臺的實現環境，確保平臺的設計與實現。

在研究航空電子軟件分布式測試平臺設計與實現時，以國航空客A330系列飛機為基礎，將A330飛機機載娛樂系統組件測試平臺作為研究對象，以軟件分布式設計為理念，對系統設計與實現期間的關鍵要素進行探究。

1 A330飛機機載娛樂系統的組成

國航空客A330系列飛機機載娛樂系統的主要部件為：控制器AVC、服務器DSU-AM6、數據服務器組件DSUD2、座椅電子盒SEB、區域分配盒ADB、千兆區域分配盒ADB-G、固態放像機，共7個項目。上述部件為A330系列飛機THALES娛樂系統中的重要組成部分，為整個娛樂系統提供音頻、視頻節目的儲存、分配、控制、播放。

本次研究的A330飛機機載娛樂系統組件測試平臺，將為上述7個機件提供安全、高效的自動測試功能。

2 A330飛機機載娛樂系統組件測試平臺實現的技術難點

■2.1 7種機件功能測試的系統集成難點

7種機件功能測試的系統集成是系統實現的難點之一。一般情況下，一組服務器或者網絡設備是分布式系統的主要組成部分，但是在部署測試期間，發現系統平臺架構比較復雜[1]，主要由測試控制計算機（主、從）、程控交流/直流電源、程控激勵信號產生器、程控測量儀表、程控開關矩陣集合、電氣接口組成，如何實現7種機件功能測試的穩定集成，確保功能測試的兼容性與穩定性也成為文章研究的重點。

■2.2 測試平臺自主控制難點

系統平臺自主控制難點主要表現為音/視頻發生、混頻、合成調制、諧波分析、功率解調、音/視頻分離等功能的可靠處理與協調，確保在實際應用中的可靠性與自主控制是重點與難點所在。

■2.3 手動測試轉為自動測試的難點

分布式測試平臺涉及到的硬件繁雜，使得測試流程控制難度加大。在手動測試轉為自動測試過程中，由于系統和應用程序多，存在跨平臺，還需對網絡設備進行控制，使得自動測試難度較高。測試結果驗證比較復雜，分布式系統實現自動化測試，需要對測試腳本進行收集，對測試結果的正確性進行驗證。

3 A330飛機機載娛樂系統組件測試平臺實現的技術難點的應對策略

■3.1 7種機件功能測試的系統集成

此測試平臺主體構架由：測試控制計算機（主、從）、程控交流/直流電源、程控激勵信號產生器、程控測量儀表、程控開關矩陣集合、電氣接口組成。

采用SMART（standard module avionics repair and test） 的概念，以ARINC-608A 為構建標準，將7種UUT功能測試所需的多種不同資源（測量向量部件、激勵源、電源等）集成到統一的平臺系統之中，利用ARINC 626標準ATLAS語言與標準C語言的對應關系編寫平臺自主控制程序與LINUX從機控制程序，控制此平臺首先由主控計算機通過執行對應件號UUT的平臺自主控制程序，控制資源分配箱，通過資源分配箱實現測試資源的合理分配。在測試資源合理分配的基礎之上，再由主控計算機控制對應件號UUT的適配箱與機件進行內部通訊，同時控制LINUX從機實現與對應件號UUT（所有此項目UUT內部均安裝LINUX操作系統）手冊要求的指令控制，機件通過控制指令，使用分配到資源，完成手冊測試要求的指令輸入與結果反饋，完成多個機件的自動功能測試，有效提高了設備利用率和工作效益，解決了7種機件功能測試的系統集成這一技術難點[2]。

■3.2 測試平臺自主控制

本測試平臺在ATE硬件平臺的基礎上，通過開發平臺自主控制軟件，實現平臺自主控制。測試臺在ATE硬件平臺的基礎上，基于LabWindows CVI開發系統，開發了平臺軟件應用層，通過開發的平臺自主控制軟件實現了主控計算機對資源分配箱內部的各板卡、外部各音/視頻儀器等資源的自主控制，實現了相應件號UUT測試資源的合理分配，使測試臺自動完成完整的音/視頻發生、混頻、合成調制、諧波分析、功率解調、音/視頻分離等功能，實現了音/視頻信號的自動分析、處理，達到了測試平臺自主控制的目的。在諧波分析時，需使用到的公式為：在該公式中，Cn為n次諧波的幅值。

■3.3 將CMM手冊中的手動測試轉為自動測試

本次開發維修能力的THALES娛樂系統設備有別于其他的機載電子部件，其內部集成了LINUX操作系統。 因此測試臺在常規的ATE架構的基礎上，采用了跨平臺開發和應用技術，利用兩臺計算機，采用一主一從的組網方式，主機采用WINDOWS系統，控制安裝有LINUX系統的一臺從機，在主機的WINDOWS系統上即可完成從機LINUX系統應用軟件開發和控制運行，從而自動完成手冊測試要求的指令輸入與結果反饋，實現了多操作系統、多網絡協議的運用[3-5]。但由于windows操作系統與Linux操作系統之間存在的差異，在機件運行與數據采集過程中有時間延遲，因此通過測試樣本，進行了大量的數據分析與對比，找到了時間延遲的規律，協調了程序之間的運行節奏，最終調試出了一套可以兼容雙操作系統的測試軟件，實現了手動測試轉自動測試的功能。多操作系統構架框圖如如圖1所示。

圖1 多操作系統構架框圖

4 優勢分析

■4.1 設計了一種全新的測試系統架構

此項目設計了一個全新的測試系統架構（圖2），系統將7種UUT功能測試所需的多種不同資源（測量向量部件、激勵源、電源等）集成到統一的平臺系統之中，利用平臺自主控制程序與LINUX從機控制程序，完成平臺自主控制，資源合理分配，同時控制LINUX從機實現與對應件號UUT手冊要求的指令控制，完成手冊測試要求的指令輸入與結果反饋，實現多個機件的自動功能測試，有效提高了設備利用率和工作效益。

圖2 測試平臺主體構架

■4.2 實現了全新自動測試模式

將離散的信號輸入轉為信號自動調制輸入；將手動鍵入Linux命令轉為自動控制運行。手冊要求的測試方法，需將各種離散音/視頻信號源通過人工調制后輸入。測試臺通過LabWindows CVI在應用層的開發，通過平臺自主控制程序將各種信號源進行自動調制后輸入，實現了將離散的信號輸入轉為信號自動調制輸入的模式。

此外由于本項目涉及到的所有UUT內部均安裝LINUX操作系統，手冊要求在測試過程中需要人工鍵入多種Linux指令對機件進行操作，過程十分繁瑣，效率較低。因此，本項目在常規的ATE架構的基礎上，采用了跨平臺的開發和應用技術，利用兩臺計算機，采用一主一從的組網方式，主機采用WINDOWS系統，控制一臺安裝有LINUX系統的從機，通過控制LINUX從機，完成手冊要求的Linux指令自動輸入與反饋，實現了多操作系統、多網絡協議的運用，替代了人工輸入的工作，有效的節省了人工成本，提升了工作效率。

5 結束語

通過測試平臺實現期間技術難點的克服，對于航空電子軟件分布式測試平臺設計與實現的研究具有重要意義，同時此測試平臺為A330飛機機載娛樂系統組件提供一個安全、快速、可靠的測試方法。