基于某型投放装置的通用性测试软件设计

陈绍炜，孙 浩，姚 威，张 帅

（西北工业大学 电子信息学院，陕西 西安 710129）

随着各类测试系统和测试技术的不断发展，需要多种测试软件和测试设备对相应的产品和组件进行专用测试，相应的测试设备和测试软件有时多达十几台十几种，使得硬件成本和人力资源造成大量浪费。其使用、维护、升级、维修等问题成为其研制瓶颈。

投放装置是导弹发射装置中的重要组成部分，它对导弹当前状态进行测控，并决定传输通信消息、点火、发射等一系列动作。投放装置中各部分组件的性能测试对导弹与投放装置之间的通信和导弹各部分的正常工作至关重要。由于投放装置中有多个部分的组件，每个部分的状态和功能不同，需要对其每个部分进行单项测试，以保证其整体的安全稳定性。以某型投放装置测试仪测试软件设计为背景，考虑到软硬件资源的充分利用、测试的通用性、流程的可配置性。如何实现，将是硬件资源分配与上位机软件程序开发过程的重点与难点。本文介绍了某型投放装置测试仪通用性测试软件的构架与其如何通过上位机程序的设计和硬件资源配置来实现系统的通用性。

1 通用化自动测试系统层化结构

通用性，是自动化测试[1]系统研究的核心问题。立足通用性测试的共同特点，我们采用层化结构来设计通用性测试系统。在分层策略中，我们遵循如同通信系统中OSI层次模型。将相同类型的归为一层。通用化测试系统分层[2]结构如图1所示。

图1 通用化测试系统层结构Fig.1 Universal test system layer structure

应用层，测试软件完成对投放装置各个板卡的测试项目、测试类别、测试要求、测试方法的配置。完成通用化测试仪自身的自检、校准功能[3]。

平台层，通过工控加固计算机，使其能够在各种内场、外场恶劣的测试环境中提供稳定性保障。电源组件根据各个信号所需电压电流值，选择可调节型电源，来完成各个板卡、测试项目的电压电流要求。

设备层，为完成投放装置的各个测试项目，工控机配以PCI卡，IO卡、AD卡、1553B卡，完成对各种测试项目的要求。

适配层，适配层采用自制PCB板。对各类信号进行分配和转换，经转换后接于适配板上的相应端口。通过转接电缆连接适配板与测试对象的相应端口进行测试。配以保护电路，如若发生异常情况，则系统自动断电保护，保证系统的安全性。

对象层，投放装置是飞机完成导弹通信、发射等一系列动作的重要组成部分，测试对象包括了投放装置控制盒、接口板、控制板等一系列需要测试的对象。

2 通用性测试设备总体设计

由于实际应用中要求投放装置的稳定性和安全性，测试设备采用工控加固计算机为核心，配以PCI板卡为硬件平台，以保证测试系统的稳定性和准确性。在Visual C++平台下，采用多线程[4]技术，保证程序执行的实时性问题。系统总体设计如图2所示。

图2 系统总体设计图Fig.2 Whole system design

硬件方面，测试系统由工控机为平台，搭载PCI系列IO卡、AD卡、1553B卡的硬件资源。通过IO卡，对IO信号进行采集与输出测试，以满足测试对象的需求。通过AD卡对各路AD信号实现采集与输出测试，通过对1553B的通信配置，来完成测试项目与测试对象之间的通信功能。硬件稳定可靠，能够适应各种恶劣的测试环境。

软件方面，通过对Excel表单中各个类型信号的编排，在软件启动时，程序将读取Excel表中的各个信号量。读入到程序的数据结构[5]中，并用于测试流程的设置。通过Excel表，我们可以写入我们要测的端口的类型、属性、和对应的各个板卡的端口值。在设置测试流程时，选取之前在Excel表中写入的相应需要测试的项目、测试类型、测试的时间和测试要求，配置成流程文件。这样就实现了对测试对象的测试通用性。

测试过程中信号的状态变化方面，采用数据录入的方式，对各个测试信号进行波形录取。通过专用示波器控件，在数据回放功能下可对录取结果进行观察。详细监视了整个测试过程，有利于测试对象的功能排误。

测试完成后，可对测试结果进行打印报表，对测试的各个项目和时间要求等有更直观的了解。

在测试对象方面，由于投放装置有多部分产品需要进行专用测试，为了能够实现测试系统的通用性，降低软件的多样化和维护难度。我们加以调理适配板电路，对各个端口进行合理分配和调理转换。不同测试对象通过在Excel表中选用不同的的PCI端口进行配置，并且选用不同的测试电缆，实现对各种测试对象的通用性。

3 软硬件关键性通用设计

3.1 通用性测试组建流程

投放装置分为接口板、控制板、控制盒等几部分组成。各部分功能不同分工不同，通过测试需求，对软件测试流程进行配置，对硬件资源进行分配，从而实现其单个软硬件平台实现多种不同测试的需求。通用性测试组建[6]的总流程如图3所示。

图3 通用性测试组建总流程Fig.3 General test total process

3.2 硬件资源分配的通用性设计

硬件的通用性方面，由于投放装置各个部分测试要求不同，所需的硬件电路也不同，测试所需的PCI板卡可能需要很多块，适配调理电路也可能需要多种。本设计利用多端口的PCI板卡，完全满足各个对象所需的信号测试个数。由适配板将不同测试信号进行调理之后接入PCI板卡。通过硬件配置和Excel表中对PCI测试端口的选择，可仅选用对应测试对象的不同测试电缆即可完成各部分的测试，不需要多块PCI卡和多种适配调理电路。实现了其硬件方面的通用性。这样就减少硬件资源的浪费，如测试对象有所修改，只需重新制作相应的测试电缆并重新配置Excel端口配置文件即可，减轻了研制费用和测试设备各部分的维护问题。

硬件资源分配过程如下。首先，根据需要测试部分的要求，合理选择测试所需的PCI板卡，并将各个信号的类型通过写入配置文件进行资源的分配。选择适当的电源模模块儿和接口电缆，连接测试对象，然后利用通用性软件对被测对象进行专项的测试流程配置。

3.3 软件的流程化通用性设计

软件的通用性方面，由于测试对象的多样化要求，软件采用配置测试流程的方式来对各个测试对象进行专项测试。比起专用的测试软件，这样的方式，可以减轻软件开发和维护的难度。以往的测试软件，只对某个设备进行专项的测试，换了一种设备或者设备有所改变和更新，软件就需要重新编译或升级，加大了软件开发方面的工作量。测试流程的配置过程如图4所示。

图4 流程配置过程Fig.4 Configuration process

通过测试对象的要求，读取硬件配置文件，将所需的测试板卡、测试类型、测试条件读入程序数据库中。对被测对象的信号类型、出现时间、持续时间、量值范围、1553B通信消息的准确性进行完整的流程配置。通过配置好的流程和数据库中所保存的各项所需的测试数据，控制各个PCI板卡进行测试。为了实现测试过程中的实时性和准确性问题，本软件采用多线程技术，严格控制了各个被测信号的出现时间、持续时间、量值范围、测试所需的通信信息等。保证了测试系统在不同对象的测试要求下的实时性和准确性问题。

流程配置完毕，通过程序的手动测试和自动测试，可对被测对象进行自动测试或手动的一个个信号的测试。通过软件中的数据录取和回放功能，可对每个被测信号进行详细观察，并排误。在测试过程中，对每项出现的错误进行实时提示，并在测试结束后对测试结果生成报表，更加直观的反应出各个信号的状态和错误原因。

在自动和手动测试过程中，通过软件内部轮询的方式，对各信号的测试类型、输入/输出方式、测试要求进行分析，并控制PCI板卡做出相应的操作。测试过程中，多线程程序同时运行测试、数据录取和波形显示功能，实时显示当前信号的状态变化波形。更加直观的反应出测试中所出现的问题。

4 结束语

文中以投放装置测试仪的通用性设计为背景，详细介绍了本系统的通用性设计思想和实现方法。本设计采用了层次化、流程化、测试过程和硬件资源可配置化的通用性思想，实现了测试仪对多种测试对象的通用性设计。通用性测试设备降低了硬件资源的浪费和研制费用，在产品更新换代的情况下，相比传统的专用测试设备，本系统能够满足多种测试对象的测试要求。在当今武器装备不断发展和更新换代的今天，通用性测试设备的设计和应用有着重要的意义。

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