基于GPTS的通用自动测试技术研究

周洋洋，林海，赵昶宇

基于GPTS的通用自动测试技术研究

周洋洋1，林海1，赵昶宇2

（1.海军装备部驻天津地区第二军事代表室，天津 300308；2.天津津航计算技术研究所，天津 300308）

GPTS软件是一套以ATLAS716-95标准编译器及IVI驱动技术为核心的通用自动测试系统软件平台，它由自动测试系统集成、测试程序开发、调试及运行等多种功能及环境组成，主要实现驱动程序配置、系统配置管理、测试程序集（TPS）的开发、测试程序的运行/调试以及测试程序和测试结果的管理。利用GPTS自动测试系统软件集成开发环境，实现了对智能I/O模块和智能串口模块的测试。

通用自动测试；系统测试；测试仪器；GPTS

GPTS自动测试系统的基本目的是构造一个软件系统，完成测试仪器的管理，信号的产生、测试，测试程序运行控制，测试结果的处理、保存等所有测试系统都必须完成的基本工作。将系统的通用功能和与被测对象有关的测试程序区分开来。系统通过一组定义良好的测试程序接口提供所有的系统功能，测试程序开发者使用该接口开发针对不同被测对象的测试程序，使测试程序的开发者可以不必了解具体仪器的操作方法、复杂的测试系统软件配置而专注于对被测对象的研究。

1 系统架构概述

GPTS开发环境采用ATLAS为主开发语言，ATLAS语言不直接设置仪器进行测量，描述信号的特性而不是仪器设置，避免了在程序中直接调用仪器驱动的函数的情况下更换系统仪器时需要重新编写测试代码。

1.1 测试系统硬件

自动测试系统硬件包括安装在机箱中的各种标准接口仪器以及仪器之间或仪器与ICA之间的连接电缆、适配器接口和若干适配器。适配器的作用是将UUT与系统连接在一起，测试所需的负载及特殊电路网络，如特殊信号产生电路，调理电路等也安排在适配器中。

1.2 测试系统软件

测试系统软件分为系统软件、驱动软件和TPS软件三部分。系统软件负责ATLAS信号的编译连接、执行控制、界面交互、虚拟资源分配、系统及适配器连线描述、虚拟资源初始化和状态维护、连接查询处理，还有系统连线表、系统配置文件等。驱动软件以IVI可互换的虚拟仪器为基础构建仪器控制层代码，同时兼顾类仪器和单个仪器访问仪器的能力。TPS软件是测试系统之外为了特定UUT开发的，每个UUT都有其测试程序及适配器，在实际应用中不同的UUT也可以共用适配器。

TPS软件包括以下几部分：ATLAS测试程序是依据测试需求文件遵循ATLAS语言规范开发的源程序，包括ATLAS模块测试程序和非ATLAS模块测试程序；适配器连线表中定义了在适配器中建立的系统资源、UUT插钉及适配器资源间的链接关系；虚拟资源分配文件负责将ATLAS测试程序中的虚拟资源对应到实际仪器中去；数据文件中存储着测试程序运行中所需的各类数据。

2 开发流程

GPTS自动测试系统的开发流程如图1所示。

3 驱动软件设计

3.1 驱动能力描述文件编写

驱动能力描述文件（Driver Capability Document，以下简称“DCD文件”）主要用于说明驱动安装的基本信息（如驱动名称、版本、所属仪器类型、厂家等）、扩展信号参数信息以及驱动所对应仪器的信号能力信息等内容。本文主要阐述具体仪器虚拟资源驱动文件的编写。

DCD文件主要由三部分组成：驱动信息、扩展信息和信号能力描述。驱动信息是为了描述驱动的基本信息，包括所需文件、前缀等。扩展信息是为了增加信号能力信息中那些ATLAS中没有规定的名词、修饰符、量纲和连接描述符，每个文件的扩展信息只用于检查和分析本文件内的信息内容。信号能力描述的是每个实际的物理仪器所具有的功能，测量、产生或监控信号的能力。

3.2 驱动代码编写

编写智能I/O模块和智能串口模块的驱动程序，最终目标为生成相应的DLL程序。

打开VC++开发环境，新建GptsSpecResWizard Appwizard项，在“工程名称”编辑框中填入将要创建的具体仪器虚拟资源驱动模块名称，输入用于生成框架代码的能描述文件的路径，设置Source型信号对象和Sensor型信号对象，VC++会自动建立一个驱动工程文件，需在该工程文件中编写相应的驱动程序。

3.2.1 智能I/O模块驱动代码编写

在VC++中开始编写智能I/O模块驱动代码之前，VC++工程中会自动生成三个文件：GppioDriver.cpp、GppioSensorLogicData.cpp和GppioSourceLogicData.cpp，GppioDriver.cpp完成对智能I/O模块的初始化工作，GppioSourceLogicData.cpp用于提供数字信号，GppioSensorLogicData.cpp用于测量数字信号。

3.2.2 智能串口模块驱动代码编写

在VC++中开始编写智能串口模块驱动代码之前，VC++工程中会自动生成三个文件：GpGcom5Driver.cpp、GpGcom5SourceRs422.cpp和GpGcom5SensorRs422.cpp，GpGcom5Driver.cpp完成对智能串口模块的初始化工作，GpGcom5SourceRs422.cpp使用Serial输出RS422信号，GpGcom5SensorRs422.cpp使用Serial测试RS422信号。

4 TPS软件设计

TPS软件采用ATLAS语言进行编码。ATLAS（Abbreviated Test Language for All Systems，for IEEE；and Abbreviated Test Language for Avionics /eivi'οniks/ 电子设备/ Systems，for ARINC）是一种专门用于执行测试任务的面向信号的高级语言，可用于对被测对象的测试流程（测试需求）进行一般性描述。

4.1 智能I/O模块TPS代码编写

该部分代码可实现对智能I/O模块的读和写操作，数字IO的信号类型为LOGIC DATA，相关参数如表1所示。

表1 LOGIC DATA类型的信号参数

信号参数必用可选可用范围描述单位 TYPE√ PARALELL VOLTAGE-ONE√ VALUE，MAX，RANGEmV，V，kV VOLTAGE-ZERO √VALUE，MAX，RANGEmV，V，kV WORD-LENGTH√ VALUEBITS WORD-RATE√ VALUEWORDS/SEC VALUE√ 位串

4.2 智能串口模块TPS代码编写

该部分代码可实现对智能串口模块的读和写操作，Serial类仪器用于测量或者提供一个串口上的串行信号。使用Serial输出和测量信号的参数如表2所示。

表2 Serial类仪器的信号参数

信号参数必用可选可用范围描述单位 DATA-WORDS√ ARRAYNONE DATA-CHARS√ STRINGNONE PARITY-MODE√ MDNONE BIT-RATE√ VALUEBITS/SEC DATA-BITS √VALUEBITS STOP-BITS √VALUEBITS

5 系统软件设计

经过对系统所有目前和将来可能的测试需求进行总的分析以后，选定测试仪器与设备，接下来的工作是进行系统集成，在GPTS中对测试系统的集成分为硬件和软件两个部分，硬件集成是将测试仪器和设备按照预定的安排进行安装、设置和互连。软件方面则需要在GPTS的开发环境中反映出仪器的设置和互连关系，硬件仪器的设置在GPTS集成

开发环境中叫做系统配置，仪器的互连在GPTS集成开发环境中采用系统连线表文件进行反映。

5.1 ICA模块

测试系统接口ICA用来提供测试适配器和ATE之间的快速机械连接、卸除和电气连接，用户将系统中所有的测试设备都先连接到该接口上，再由UUT各自的测试适配器将测试设备提供的信号或者测量通道连接到最终的UUT插钉上。

使用鼠标右键点击“ICA定义”编辑项目，选择“增加一个ICA模块”；在ICA模块的编辑项目上点击鼠标右键，在菜单中选择“增加一组ICA钉”；在系统连线表中定义系统仪器、系统开关模块和ICA插钉之间的连接关系，使用鼠标的左键拖动连接节点实现连接的定义。

建立系统连线表。系统连线表中包含了系统中仪器的连接钉名称信息、之间的互相连接线的信息、开关切换信息等，它是TPS程序实现正常开关闭合的基础。它定义了系统物理开关模块、系统仪器与ICA模块上的连接关系。

本系统中增加了两个ICA模块，一个是PIO模块，还有一个是COMM模块。其中，PIO模块定义了48个ICA钉，对应48路I/O，COMM模块定义了5个ICA钉，对应5路串口。

5.2 ITA端口和UUT端口的定义

首先创建一个UUT适配器连线表，该文件被保存在扩展名为.twb的文件中，测试程序发布时随着执行代码一起提交给最终用户；在对TPS项目进行编辑之前，指定系统ITA的端口定义和待测试件UUT的端口定义，ITA端口定义和系统ICA的端口定义是一一对应的，无需在适配器连线表中额外定义ITA端口，定义出指定数目的ICA的端口和名称后，在TPS开发环境中刷新ITA端口，如果在创建UUT连线表之后更改了系统内仪器的连线或者ICA定义，需要重新刷新ITA定义；根据UUT的插头名称定义出一个插头，右击“UUT”选取“增加一个UUT端口”或“增加一组UUT端口”，定义UUT端口名称以后，右击该插头名称，选取“增加一个UUT钉”或“增加一组UUT钉”。

本系统中，PIO模块定义了48个UUT钉，COMM模块定义了5个UUT钉，然后将这些UUT钉分别与ICA钉一一连接起来。

5.3 虚拟资源分配

每个虚拟资源都有一个由用户定义的名称，TPS测试程序中使用该名称访问该虚拟资源。每个虚拟资源都有一组约束条件描述该虚拟资源所提供信号的参数。在某个特定系统上使用虚拟资源时应为该虚拟资源指定一个仪器，该过程称为虚拟资源分配。

虚拟资源分配文件是以.vri为扩展名的文件，虚拟资源分配文件记录了ATLAS源代码中每一个虚拟资源所使用的实际对应的仪器资源，是ATLAS程序正确运行的必要文件，如果分配错误可能出现用户不期望的结果。

［1］邱静，刘冠军，杨鹏，等.装备测试性建模与设计技术［M］.北京：科学出版社，2012.

［2］许辉，梁力.基于多信号模型的测试性分析方法研究［J］.计算机测量与控制，2012，20（4）：914-916.

V242

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.13.028

2095－6835（2020）13－0075－02

周洋洋（1991—），男，工程本科学历，海军装备部驻天津地区第二军事代表室工程师，主要从事装备质量监督与检验验收方面的工作。

〔编辑：严丽琴〕