飛機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化測(cè)試方法研究

摘 要：現(xiàn)代民用飛機(jī)多用ARINC664總線構(gòu)建核心數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并配置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元將傳統(tǒng)的非664系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)的配置也成為航空電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。文章介紹了基于ICD信息的自動(dòng)化測(cè)試方法，在試驗(yàn)室試驗(yàn)階段通過(guò)自動(dòng)化測(cè)試手段覆蓋網(wǎng)絡(luò)的所有參數(shù)，檢查網(wǎng)絡(luò)的配置狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：ARINC664；ICD；自動(dòng)化；航電數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

1 航空數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介

目前大型民用客機(jī)普遍采用綜合模塊化（IMA）的航電系統(tǒng)，以ARINC664（又稱AFDX[1]）作為航電系統(tǒng)甚至飛機(jī)級(jí)的核心網(wǎng)絡(luò)（ADN）。屬于航電系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不再只服務(wù)于航電系統(tǒng)自身或航電系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的通信，非航電系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互也會(huì)經(jīng)過(guò)該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)路由，以此大規(guī)模的減少各系統(tǒng)間的通信線纜。由此也提升了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和復(fù)雜度。同時(shí)，部分系統(tǒng)的控制器還保留了傳統(tǒng)的通信接口（ARINC429，ARINC825等），這部分?jǐn)?shù)據(jù)需要被打包成ARINC664報(bào)文后才能進(jìn)入核心網(wǎng)絡(luò)。文章旨在研究一種自動(dòng)化的測(cè)試方法驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的配置。

2 測(cè)試環(huán)境描述

被測(cè)對(duì)象為飛機(jī)交換機(jī)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成的飛機(jī)數(shù)據(jù)核心網(wǎng)絡(luò)，加載真實(shí)配置文件，為真實(shí)的飛機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型。測(cè)試系統(tǒng)由飛機(jī)系統(tǒng)接口仿真模塊、總控節(jié)點(diǎn)、仿真數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以及支持測(cè)試的相關(guān)軟件構(gòu)成。

端系統(tǒng)接口仿真模塊通過(guò)加載從各系統(tǒng)的ICD（Interface Control Document）提取的配置信息，模擬對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的接口通信功能：

（1）物理層配置支持相應(yīng)數(shù)據(jù)協(xié)議的板卡。

（2）鏈路層根據(jù)ICD信息配置接口信息，總線速率、664端系統(tǒng)[2]還涉及的VL號(hào)、BAG、ComPort等。

（3）應(yīng)用層顯示ICD數(shù)據(jù)的打/解包。

所有的仿真模塊都掛接在仿真數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，試驗(yàn)總控節(jié)點(diǎn)通過(guò)仿真數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)各仿真模塊的監(jiān)控和數(shù)據(jù)交互。

3 測(cè)試策略

測(cè)試的顆粒度為單個(gè)參數(shù)。從飛機(jī)的ICD信息中識(shí)別參數(shù)的源端設(shè)備和目的端設(shè)備，構(gòu)建源-目的鏈接。一個(gè)源端參數(shù)可能存在多個(gè)訂閱者，且可能是不同端口類型（ARINC664，ARINC429等）的系統(tǒng)，所以存在多條源-目的鏈接信息。為了便于統(tǒng)一處理，單個(gè)參數(shù)的單個(gè)源-目的鏈接作為一個(gè)測(cè)試項(xiàng)，所以單個(gè)參數(shù)可能存在多個(gè)測(cè)試項(xiàng)。

3.1 輸入

ICD數(shù)據(jù)。通常由XML的形式組織管理飛機(jī)的ICD數(shù)據(jù)。從ICD數(shù)據(jù)中提取必要的信息配置端系統(tǒng)接口仿真器。另一方面，依據(jù)測(cè)試用例，由ICD數(shù)據(jù)自動(dòng)生成測(cè)試腳本。腳本可全自動(dòng)地執(zhí)行數(shù)據(jù)激勵(lì)、接收、比對(duì)，最終生成測(cè)試報(bào)告。

3.2 測(cè)試用例

總體而言，從接收參數(shù)出發(fā)，識(shí)別出發(fā)送/接收關(guān)系后，由模擬源端設(shè)備的仿真器發(fā)送設(shè)定的數(shù)據(jù)，在模擬目的端設(shè)備的仿真器接收數(shù)據(jù)，然后判斷是否接收到數(shù)據(jù)、接收的參數(shù)值是否與發(fā)送值一致。

具體而言，民用機(jī)型中常用的數(shù)據(jù)格式有ARINC664、ARINC429、ARINC825、離散量和模擬量（民用機(jī)型較少涉及1553）。不同的信號(hào)格式，在實(shí)際的激勵(lì)、接收和處理的過(guò)程中稍有不同，664數(shù)據(jù)需要設(shè)置狀態(tài)字，429需要設(shè)置正確的SDI和SSM等。

3.3 測(cè)試程序?qū)崿F(xiàn)

飛機(jī)ICD信息以結(jié)構(gòu)化的形式進(jìn)行組織管理，包含數(shù)據(jù)發(fā)布者和訂閱者的鏈接關(guān)系、端系統(tǒng)配置信息、664網(wǎng)絡(luò)路由信息；各類格式數(shù)據(jù)與ARINC664之間的打解包過(guò)程遵守統(tǒng)一的規(guī)則?？梢杂沙绦蛏蓽y(cè)試腳本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試。

通過(guò)程序遍歷整個(gè)ICD數(shù)據(jù)庫(kù)的所有接收參數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)布/訂閱的鏈接關(guān)系，搜索到源端參數(shù)，獲取所有必要的信息以此自動(dòng)生成測(cè)試腳本。測(cè)試腳本通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)源端接口仿真器發(fā)送數(shù)據(jù)并讀取目的端接口仿真器接收到的數(shù)據(jù)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸規(guī)則，比較發(fā)送和接收參數(shù)值，判斷測(cè)試結(jié)果并自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。

4 結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)大規(guī)模的飛機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，該自動(dòng)化測(cè)試手段不但能保證測(cè)試覆蓋全網(wǎng)數(shù)據(jù)，同時(shí)減少了試驗(yàn)人力資源的投入、提升試驗(yàn)效率以及結(jié)果的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳芳芳.AFDX交換機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的原理及方法[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2009，28（6）：79-82.

[2]田靖，天澤.AFDX-ES Soc虛擬仿真平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2010，20（8）：192-194.

作者簡(jiǎn)介：鄭凱（1985-），男，浙江，學(xué)歷：碩士，工作單位：上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，職稱：工程師，研究方向：航電系統(tǒng)集成驗(yàn)證。