通用航天器自動化測試軟件架構(gòu)

于澎 李乃海 尹卿

摘要

我國航天事業(yè)在飛速發(fā)展，航天器技術(shù)的進(jìn)步對地面自動化測試設(shè)備的要求不斷提高，自動化測試軟件平臺該如何更新是擺在我們面前的問題，本文就這一問題，展開了一系列研究工作，結(jié)合從事自動化測試軟件平臺研究的經(jīng)驗，得出自動化軟件平臺易于編程、高系統(tǒng)兼容性、高效流程管理的發(fā)展發(fā)展，并提出了通用航天器自動化測試軟件體系結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】航天器 自動化測試軟件

隨著航天器研制水平的提高，航天器在研數(shù)量增多，研制周期縮短，對研制過程中的航天器性能測試質(zhì)量和效率要求逐漸提高。傳統(tǒng)的測試模式，不僅需要大量的測試人員，還需要大量的測試時間，這不利于測試過程整體效率的提高，因此，通用高效的自動化測試系統(tǒng)成為了提高測試效率、節(jié)省測試時間和人力資源的關(guān)鍵。

本文主要針對國內(nèi)外自動化軟件平臺的進(jìn)行調(diào)研，介紹國內(nèi)外自動化測試軟件的最新發(fā)展、技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢，并在此基礎(chǔ)上提出通用航天器測試軟件體系架構(gòu)。

1 國內(nèi)外自動化測試軟件平臺發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，以信息技術(shù)為代表的新技術(shù)促進(jìn)了電子行業(yè)的發(fā)展速度，行業(yè)本身對自動化測試軟件平臺的性能要求逐漸提高，國外公司提出了多種自動化測試軟件平臺以滿足用戶需求，圖形化、流程化界面，高性能的編程過程使這些自動化測試軟件得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)公司和科研院所通過在國外公司產(chǎn)品基礎(chǔ)上開發(fā)及自主研發(fā)正在快速地研制國產(chǎn)的自動化測試軟件平臺，發(fā)展勢頭迅猛。

通用自動化測試軟件平臺設(shè)計的目標(biāo)是為測試系統(tǒng)的開發(fā)、管理與執(zhí)行提供了一個靈活而強(qiáng)大的框架。作為測試管理軟件，可以很方便集成各獨(dú)立的測試模塊到同一個測試框架。通過這一易于集成的特點(diǎn)，開發(fā)人員可以專注于測試程序的開發(fā)，而不是花太多時間在構(gòu)建測試系統(tǒng)所需的測試框架。對于任何一項需要加速開發(fā)、代碼復(fù)用、性能改進(jìn)和自動化的測試，通用自動測試軟件平臺均可滿足需求，并為測試系統(tǒng)的開發(fā)和管理提供了一個現(xiàn)成的且可完全自定制的環(huán)境。

國外通用測試軟件平臺一般架構(gòu)的中心組件是一個執(zhí)行引擎，它提供一個開放API接口以方便與其他應(yīng)用的通信。序列編輯器和操作者界面利用API訪問引擎。從功能角度更具體一點(diǎn)說，測試軟件能夠集成測試代碼并安排執(zhí)行順序以支持循環(huán)與復(fù)雜決策。同時為保證通用性，測試軟件將通用測試執(zhí)行任務(wù)（如報告生成）與專用測試任務(wù)（如執(zhí)行某項測試）相分離。

用于儀表優(yōu)化控制的圖形語言，可以便于測試工程師進(jìn)行測試序列開發(fā)。用戶只需將對象從相應(yīng)的菜單中挑選出來，然后用鼠標(biāo)將代表對象的圖標(biāo)按流程連接起來，就可以產(chǎn)生程序，不必使用鍵盤，而程序也只是一張數(shù)據(jù)流程圖，比傳統(tǒng)的代碼方式更便于使用和理解。用戶不必有豐富的編程知識，只需了解測試的目標(biāo)和順序，然后用線把它們連接起來，程序就可完成。

同時為保證對儀器設(shè)備的通用性支持要求，軟件需提供靈活的儀器控制接口，包括GPIB，RS-232，GPIO等接口儀器的I/O控制。好的自動化測試軟件平臺能夠節(jié)省80%以上的程序開發(fā)時間，其運(yùn)行速度卻幾乎不受影響，體現(xiàn)出了極高的效率。

2 自動化測試軟件架構(gòu)研究

通過上一章的調(diào)研可以看出，自動化測試軟件平臺由四部分組成：

（1）工作設(shè)備及設(shè)備控制器;

（2）系統(tǒng)服務(wù)和驅(qū)動軟件;

（3）測試開發(fā)軟件;

（4）測試管理軟件。

這四部分共同組成了自動化測試軟件平臺：測試管理軟件對整個測試流程進(jìn)行管理，使測試流程按照測試序列有序進(jìn)行，并處理測試流程中出現(xiàn)的問題;測試開發(fā)軟件根據(jù)用戶需求設(shè)計測試方案，編寫測試序列，為實(shí)際項目的測試提供有效途徑;系統(tǒng)服務(wù)和驅(qū)動軟件確保在測試流程進(jìn)行中的測試設(shè)備正常運(yùn)行，并處理設(shè)備出現(xiàn)的問題。這四部分協(xié)同工作以完成自動化測試任務(wù)。測試程序開發(fā)工具的優(yōu)劣明顯影響測試程序開發(fā)的效率和質(zhì)量。

通用航天器自動化測試軟件設(shè)計的重點(diǎn)是測試軟件的通用性、儀器設(shè)備的可互換性、測試用例的可移植性，應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計、提供友好的用戶界面，便于測試用戶進(jìn)行維護(hù)與操作，必須具備以下5個特征：

（1）開發(fā)速度快：具有測試程序快速開發(fā)能力;

（2）二次開發(fā)能力強(qiáng)：開發(fā)工具采用先進(jìn)的構(gòu)架，通過公開豐富的接口允許用戶進(jìn)行二次開發(fā)并擴(kuò)充開發(fā)工具的功能;

（3）通用化/標(biāo)準(zhǔn)化：開發(fā)工具在數(shù)據(jù)層和儀器控制層遵循國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范;

（4）使用門檻低：容易使用，降低用戶的學(xué)習(xí)曲線;

（5）開發(fā)應(yīng)用合一：用于解決開發(fā)、應(yīng)用分離造成的商業(yè)秘密和國家秘密無法得到保證的問題。

直觀化的顯示界面、流程化的編程界面能夠使測試工程師集中精力進(jìn)行測試方案本身的測試流程設(shè)計，大大提高工作效率;多平臺兼容性工作能夠提高測試軟件工作情況下與其他單位研制的產(chǎn)品的協(xié)同工作性能避免由于系統(tǒng)兼容性導(dǎo)致的重復(fù)工作;健全的流程管理能夠保證自動化測試軟件順利工作。因此未來的適應(yīng)多型號航天器測試的自動化測試軟件需要向著易于操作的用戶界面、多平臺兼容工作、健全流程管理的方向來設(shè)計和開發(fā)。

3 結(jié)束語

我國航天事業(yè)在飛速發(fā)展，航天器技術(shù)的進(jìn)步對地面自動化測試設(shè)備的要求不斷提高，自動化測試軟件在整個測試系統(tǒng)的工作過程中起著重要的作用。自動化測試軟件平臺性能是否足夠優(yōu)化、功能是否強(qiáng)大對航天器綜合測試過程有著直接的影響。因此，在航天器研制的論證過程中，需要對自動化測試軟件平臺進(jìn)行提前設(shè)計優(yōu)化，使自動化測試平臺向著易于編程、高系統(tǒng)兼容性、高效流程管理方向發(fā)展，使測試過程順利進(jìn)行，有效保證航天器研制任務(wù)周期。

參考文獻(xiàn)

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