基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)

盧旻昊

(中國電子科技集團公司第二十八研究所,南京 210007)

基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)

盧旻昊

(中國電子科技集團公司第二十八研究所,南京 210007)

摘要：面向信號的ATS體系結(jié)構(gòu)在當前雷達ATS的開發(fā)和應(yīng)用中存在諸多局限。本文分析了雷達ATS的相關(guān)特性,圍繞特性需求在ABBET標準基礎(chǔ)上提出5層雷達ATS體系結(jié)構(gòu)。對各層的作用、機制進行了深入探討,給出相關(guān)概念描述,并基于5層體系結(jié)構(gòu)闡述了基礎(chǔ)框架與擴展框架的實現(xiàn)方式。該體系結(jié)構(gòu)在雷達ATS研制工作中已有運用,能夠反映系統(tǒng)特性,可以為新一代雷達ATS的開發(fā)提供新的研究思路。

關(guān)鍵詞:ABBET;雷達ATS;體系結(jié)構(gòu)

0引言

目前,雷達自動測試系統(tǒng)(ATS)大多采用面向信號的ATS體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)主要關(guān)注ATS的通用性、互換性問題,其基本思想是:在儀器驅(qū)動層面采用設(shè)備無關(guān)協(xié)議對儀器的測試能力進行描述,并提供統(tǒng)一的、完備的驅(qū)動接口,從而實現(xiàn)了測試設(shè)備的互用;在測試控制層面以某一類型“信號”作為測試需求定義的基本單位,并采用信號分類簡化測試控制過程,通過平臺無關(guān)的“信號”定義實現(xiàn)了測試程序集(TPS)的跨平臺使用[1-2]。

近年來,隨著雷達系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,面向信號的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)逐漸遇到瓶頸,主要表現(xiàn)在以下方面:(1)在被測信號方面,信號頻率上升、信號關(guān)聯(lián)程度提高,傳統(tǒng)儀器及其以IVI為代表的儀器驅(qū)動已無法滿足被測件的測試需求;(2)在雷達系統(tǒng)設(shè)計方面,其集成化程度迅速提高,以分系統(tǒng)為基礎(chǔ)劃分的領(lǐng)域邊界愈漸模糊,信號形式日趨多樣化,導致信號分類的抽象、簡化效用大幅降低;(3)在雷達綜合保障的應(yīng)用需求方面,傳統(tǒng)的三層維修體系趨向融合,新一代ATS必然是結(jié)合雷達中央BIT、雷達系統(tǒng)檢測、LRU檢修的一體化綜合保障平臺,面向信號的體系結(jié)構(gòu)在其測試項目組織、TPS構(gòu)建等方面與系統(tǒng)級綜合保障平臺相比有較大差異。

國內(nèi)外一些研究人員提出了基于ABBET的ATS體系結(jié)構(gòu),但其結(jié)構(gòu)框架、測試組織方式本質(zhì)上仍未脫離面向信號的體系結(jié)構(gòu)。

本文在ABBET基礎(chǔ)上提出一種ATS體系結(jié)構(gòu),用以解決雷達ATS研發(fā)過程中的上述問題。

1ABBET體系結(jié)構(gòu)的指導思想[3]

IEEE1226(ABBET)標準作為廣域測試環(huán)境的指導性標準,其指導思想可歸納為以下兩點:

(1) 在基礎(chǔ)框架(FoundationFramework)層次,根據(jù)實際應(yīng)用要求以及特定領(lǐng)域的規(guī)范[1]對功能模塊按照測試對象(TestObject)的方式進行封裝,向上層提供應(yīng)用接口。

(2) 在擴展框架(ExtensionFramework)層次,通過測試應(yīng)用框架(TestApplicationFramework)對基礎(chǔ)框架提供的功能模塊進行組織、抽象、管理,并向特定的應(yīng)用程序與開發(fā)工具提供測試對象、測試技術(shù)、測試資源、測試需求等相關(guān)服務(wù)[1]。

圖1　ABBET體系架構(gòu)

ABBET實質(zhì)上提出了一個廣義的、完全開放的 “測試資源庫”,基于庫中的相關(guān)資源,根據(jù)領(lǐng)域特點進行重構(gòu),從而快速組裝形成應(yīng)用測試系統(tǒng)?；谝陨纤悸?ATS架構(gòu)設(shè)計的實質(zhì)是對“測試資源庫”組織、運行、管理方法的討論與研究。

2雷達ATS體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

體系結(jié)構(gòu)設(shè)計是構(gòu)建雷達ATS的核心,為滿足新一代雷達系統(tǒng)的測試需求與發(fā)展趨勢,其ATS體系結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出一定的系統(tǒng)特性。本文在分析系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上構(gòu)建雷達ATS體系結(jié)構(gòu)。

2.1雷達ATS體系結(jié)構(gòu)特性

從新一代雷達ATS的需求出發(fā),對比現(xiàn)有系統(tǒng)進行分析,雷達ATS體系結(jié)構(gòu)應(yīng)具有以下功能需求:

(1) 快速重組和重配置[4]

通過IEEE1641、ATML等標準,現(xiàn)有的ATS已基本實現(xiàn)了傳統(tǒng)測試設(shè)備(主要是IVI支持的8類測試儀表)的互換性以及TPS的可移植性。而新一代雷達ATS更加依賴以專用測試設(shè)備、BITE以及系統(tǒng)、分系統(tǒng)特定領(lǐng)域內(nèi)分析、測試、診斷算法等組成的非標測試資源。因此,雷達ATS不但需要考慮標準資源,更加應(yīng)該考慮以非標準測試資源為主的組織內(nèi)部資源庫的整合應(yīng)用情況。快速重組和重配置是指從當前測試資源庫中快速提取相關(guān)資源,構(gòu)建新ATS的能力。

(2) 易于理解與透明性

在當前雷達系統(tǒng)的研制過程中,測試與研發(fā)相互結(jié)合得愈加緊密。測試需求的提出、測試用例的構(gòu)建往往需要由系統(tǒng)、分系統(tǒng)的設(shè)計人員負責。易于理解與透明性是指測試用例的開發(fā)、ATS的使用應(yīng)直接面向測試需求、屏蔽測試項目執(zhí)行與設(shè)備控制過程,從而易于被用戶理解與掌握。

(3) 并行性

隨著雷達系統(tǒng)規(guī)模與集成度的提升,為滿足雷達中央BIT、雷達系統(tǒng)檢測需求,提高測試效率,ATS應(yīng)具備并行測試與綜合判斷的能力。并行性是指多個測試項目同時執(zhí)行、數(shù)據(jù)分析同時開展、根據(jù)多數(shù)據(jù)統(tǒng)一決策的能力。

2.2基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)

本文在ABBET體系架構(gòu)基礎(chǔ)上提出了新的層次化體系架構(gòu),如圖 2所示[5]。

圖2　基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)

該體系結(jié)構(gòu)包括測試資源層、對象匯聚層、測試調(diào)度層、基礎(chǔ)展示層與應(yīng)用程序?qū)?。其?基礎(chǔ)資源層對應(yīng)ABBET體系架構(gòu)的基礎(chǔ)框架,頂層應(yīng)用程序?qū)訉?yīng)ABBET體系架構(gòu)的應(yīng)用程序和開發(fā)工具,擴展框架分為對象匯聚層、測試調(diào)度層與基礎(chǔ)展示層。

該體系機構(gòu)圍繞其功能需求進行設(shè)計:在基礎(chǔ)資源層構(gòu)建可復用的測試資源庫,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)ATS的快速重組和重配置;對象匯聚層負責處理測試資源同步與并發(fā)的管理;通過對象匯聚層、測試調(diào)度層、基礎(chǔ)展示層進行多層組合與封裝,實現(xiàn)圖形化的開發(fā)與展示,滿足用戶對易于理解與透明性的需求。

2.3基礎(chǔ)資源層

基礎(chǔ)資源層實現(xiàn)了相對穩(wěn)定的 “測試資源庫”,組織內(nèi)部、外部可復用資源經(jīng)過簡單的面向?qū)ο蠓庋b,即可納入庫中,并進行分類、索引。

測試資源庫的實現(xiàn)需要項目、技術(shù)的積累,其整合了ATS、被測對象、外部標準等所有相關(guān)資源,是快速重組和重配置形成新ATS的基礎(chǔ)。

測試對象的設(shè)計借鑒面向?qū)ο蟮腂ridge模式,采用接口和實現(xiàn)分離的方法。測試資源的基本單位是方法或?qū)傩?方法/屬性組成接口,再經(jīng)封裝成為測試對象,如圖 3所示。

圖3　ATS測試資源的組織方式

基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)中測試資源庫分為集成庫與非集成庫。任意測試相關(guān)資源經(jīng)面向?qū)ο蠓庋b后,均可納入非集成庫;非集成庫的資源分類、拆解、組合形成基本的、具備一定通用性的操作單元,經(jīng)測試后納入集成庫。庫中的測試資源之間可互相組合復用,但集成庫不得使用非集成庫的資源。

集成庫與非集成庫中方法或?qū)傩跃捎藐P(guān)鍵詞(KeyWord)進行檢索。

基礎(chǔ)資源層將測試資源分為以下6種測試對象:

(1) 設(shè)備及驅(qū)動包括通用、專用測試設(shè)備及設(shè)備與被測對象的控制程序;

(2) 處理算法包括特定測試信號的處理算法及軟件;

(3) 描述定義指測試過程、信號、被測對象信息等基本測試定義的相關(guān)接口,如支持IEEE1445、IEEE1641、Atlas、Atml的相關(guān)接口等;

(4) 測試過程算法用以支持不同測試與診斷算法的接口集合,包括依賴模型、故障字典、IEEE1232等;

(5) 標準測試過程用戶利用開發(fā)工具定義的具備一定通用性的測試過程,可納入集成庫;

(6) 應(yīng)用支撐包括界面元素、顯示控件、標準視圖等應(yīng)用程序的相關(guān)模塊。

2.4對象匯聚層

對象匯聚層是在基礎(chǔ)資源層檢索、抽取相應(yīng)的測試對象、接口及方法/屬性,并按當前ATS需求對其進行二次封裝后形成ATS內(nèi)部方法集,是實現(xiàn)ATS快速重組和重配置的過渡層。

對象匯聚層的作用有:

(1) 處理基礎(chǔ)資源層方法/屬性的同步與并發(fā)關(guān)系,這是滿足ATS并行性的關(guān)鍵。主要處理的內(nèi)容包括測試設(shè)備互斥訪問、測試對象實例的管理及運行狀態(tài)的維護。

(2) 實現(xiàn)描述定義與其他測試對象的關(guān)聯(lián)。ATS通過描述定義方法/屬性,讀取預先設(shè)定的測試數(shù)據(jù)、信號、先驗知識、展示方式等,并將其作為其他方法的輸入?；A(chǔ)資源層主要考慮測試資源的通用性及可復用性,對于其中細粒度、設(shè)備相關(guān)的資源,需要在對象匯聚層對抽取的資源進行重新組合或封裝。

2.5測試調(diào)度層

測試調(diào)度層負責ATS的測試控制,為測試過程的執(zhí)行提供了統(tǒng)一的運行架構(gòu)。關(guān)于測試調(diào)度層給出如下定義:

定義1:測量(MEAS)。測量指采用測試設(shè)備對被測對象施加或采集信號,經(jīng)過計算形成相關(guān)數(shù)據(jù)的過程。測量之間可嵌套。

MEAS:=|

定義2:判斷(JUDGE)。判斷指根據(jù)測量或判斷的產(chǎn)生的結(jié)果集,采用相應(yīng)算法對結(jié)果集進行分析,給出后續(xù)動作的過程。

JUDGE:=

以上定義中,ACT表示動作,即對象匯聚層提供的方法;RESULT表示經(jīng)測試后形成的結(jié)果,即原始測試數(shù)據(jù);PRE表示本次測量的注釋、文檔或圖形表示,用以支持測試方法的預先定制及測試過程的動態(tài)展示;ARITH表示判斷中采用的算法,同樣為對象匯聚層提供的方法;NEXT表示后續(xù)測量或判斷,即NEXT:=;RESULT_SET表示結(jié)果集,指測量生成的相關(guān)數(shù)據(jù)或結(jié)果集自身組成的集合,即RESULT_SET:={RESULT_SET}|。

測量、判斷是基于ABBET的雷達ATS測試過程的基本單元,具備并發(fā)運行能力。通過后續(xù)測量/判斷指向,測試調(diào)度層將測試過程的拓撲結(jié)構(gòu)定義為具備一個起始節(jié)點及一個終結(jié)點的有向圖[6]。測試過程執(zhí)行的示意圖如圖 4所示。

圖4　測試過程拓撲結(jié)構(gòu)示意圖

有向圖中,測量至測量、測量至判斷之間的關(guān)聯(lián)是預先規(guī)劃的,而判斷的后續(xù)測量或判斷可預先規(guī)定,也可根據(jù)當前的結(jié)果集,采用預定算法現(xiàn)場決定。有向圖的終結(jié)點為判斷節(jié)點,是故障診斷與故障隔離的執(zhí)行結(jié)果。此時,有向圖的拓撲結(jié)構(gòu)僅僅反映了測試按順序或并行執(zhí)行的情況,與故障隔離算法無關(guān)[7]。

根據(jù)定義1,在測量之間,測量對判斷可作嵌套。因此,測試過程中預先規(guī)定的部分可作為測試過程中的一個整體進行復用。

2.6基礎(chǔ)展示層

基礎(chǔ)展示層為界面元素、顯示控件、用戶視圖的集合。其中,用戶視圖封裝了用戶輸入處理、測試過程中的圖形顯示等?；A(chǔ)展示層將用戶視圖從應(yīng)用程序布局中獨立出來,使具備相對固定模式的顯示、操作成為可復用模塊。

基礎(chǔ)展示層中,測試過程顯示的最小單位是測量和判斷,二者的定義中包括注釋、文檔或圖形表示,由相關(guān)視圖負責顯示。

2.7應(yīng)用程序?qū)?/p>

應(yīng)用層是面向用戶的界面,負責將基礎(chǔ)展示層的視圖和模塊整合入統(tǒng)一應(yīng)用程序中。

開發(fā)工具包括信號定義、測試過程定義、輔助信息的圖形編制環(huán)境。

3基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)框架實現(xiàn)

3.1基礎(chǔ)框架

在基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)框架內(nèi),規(guī)定了測試資源庫的構(gòu)建及組織方式。

圖5　基礎(chǔ)框架體系示意圖

如圖5所示,在資源的通用性方面,從單一項目資源復用成為組織資源,再到通用資源,根據(jù)其可適用范圍進行分類[8]。

在資源的復用層次方面,對象匯聚層、測試調(diào)度層、基礎(chǔ)展示層,各層次資源均可作為上層復用的對象。

測試資源庫的建立,使ATS開發(fā)過程由自頂向下規(guī)劃,自底向上實現(xiàn)的開發(fā)過程,轉(zhuǎn)變?yōu)槟K化拼裝,增量式開發(fā)。

ATS系統(tǒng)發(fā)展至今,各單位均積累了相當多的各類測試資源,對現(xiàn)有資源進行分類、重組、規(guī)范化,并形成資源的迭代更新,是實現(xiàn)ATS快速重組和重配置的關(guān)鍵。

3.2擴展框架

基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)擴展框架的體系結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6　擴展框架體系示意圖

擴展框架體系在對象匯聚層基礎(chǔ)上實現(xiàn)了多次抽象?；跍y量可迭代的特性,基本測量與判斷組成測試子過程,測試子過程又可迭代形成測試項目,從而形成測試過程。

通過在測試調(diào)度層的4次抽象,將基本的算法與設(shè)備相關(guān)驅(qū)動等匯聚成為可復用的測試項目,可提高設(shè)備透明性,簡化測試過程的描述,更加符合用戶的使用習慣。

4結(jié)束語

本文討論了雷達ATS領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,總結(jié)分析了雷達ATS的相關(guān)特性,在此基礎(chǔ)上提出了基于ABBET的5層體系結(jié)構(gòu)。該體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)資源層實現(xiàn)了相對穩(wěn)定的 “測試資源庫”,通過各種類型的資源復用,實現(xiàn)ATS快速重組和重配置;通過對象匯聚層處理ATS資源的并發(fā),并在測試調(diào)度層提供了邏輯支持;測試調(diào)度層給出了測試過程的描述、定義方式,通過多層抽象,實現(xiàn)了對于具備測試項目執(zhí)行與設(shè)備控制過程的透明性,從而易于被用戶理解;基礎(chǔ)展示層則實現(xiàn)了用戶視圖的可復用性,使其能夠快速應(yīng)用于不同的界面框架。本文提出的基于ABBET的雷達ATS體系結(jié)構(gòu)已用于某雷達ATS產(chǎn)品的研制。實際應(yīng)用表明本文提出的基于ABBET的5層雷達ATS體系結(jié)構(gòu)滿足當前與新一代雷達ATS的特性,能夠為未來雷達ATS研究與開發(fā)提供參考。

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RadarATSarchitecturebasedonABBET

LUMin-hao

(No.28ResearchInstituteofCETC,Nanjing210007)

Abstract:The signal-oriented ATS architecture has many limitations in the development and application of the current radar ATS. The characteristics of radar ATS are analyzed, and according to the feature requirements, the five-layer radar ATS architecture is proposed based on the ABBET standards. The functions and mechanism of each layer are discussed in depth with relevant concept descriptions. Besides, the implementation methods of the foundation framework and the extension framework are elaborated based on the five-layer architecture. The architecture has been used in the development of radar ATS, and can reflect the characteristics of the system, providing a new research idea for the development of the new generation radar ATS.

Keywords:ABBET; radar ATS; architecture

收稿日期:2016-05-15

作者簡介:盧旻昊(1979-),男,工程師,碩士,研究方向:情報偵察設(shè)備的研制與保障。

中圖分類號:TP29

文獻標志碼:A

文章編號:1009-0401(2016)02-0061-05