一種機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備自動測試系統(tǒng)的設(shè)計

楊夢婕 羅春 吳勇

摘?要：針對研制階段機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備集成聯(lián)試過程設(shè)計的測試系統(tǒng)存在不足，本文基于分層架構(gòu)設(shè)計了一種適用于機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備集成聯(lián)試的自動測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備可擴(kuò)展性、通用性、快速開發(fā)能力、聚焦聯(lián)試過程的特點(diǎn)，通過過程分析、配置優(yōu)化、問題定位、狀態(tài)監(jiān)控、性能指標(biāo)測試等工作，可助推設(shè)備能力生成。

關(guān)鍵詞：自動測試;聚焦;聯(lián)試過程

Abstract：There are some deficiencies in the test system designed for airborne EW equipment integration and joint test process in the development stage，this paper designs an automatic test system for airborne EW equipment integrated and joint test based on hierarchical architecture.The system has the characteristics of expansibility，versatility，rapid development ability and focusing on joint test process.Through process analysis，configuration optimization，problem positioning，status monitoring，performance index testing，etc，the automatic test system can boost the generation of equipment capability.

Key words：automatic test;focus on;joint test process

1 緒論

目前自動測試技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品全壽命周期的每個環(huán)節(jié)，在國防、交通和能源等重要領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用[1]，機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備也離不開自動測試系統(tǒng)。針對研制階段機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備集成聯(lián)試過程設(shè)計的測試系統(tǒng)存在不足，亟須設(shè)計新的自動測試系統(tǒng)以滿足設(shè)備集成聯(lián)試需求。

電子戰(zhàn)設(shè)備集成聯(lián)試主要包含聯(lián)試和測試兩大環(huán)節(jié)，測試是對聯(lián)試結(jié)果的性能指標(biāo)檢驗(yàn)，而聯(lián)試則是設(shè)備能力形成的關(guān)鍵過程，會占據(jù)聯(lián)試人員大部分精力和時間。聯(lián)試過程中若沒有有效測試手段，聯(lián)試人員很難獨(dú)立掌握設(shè)備狀態(tài)。隨著外部需求和技術(shù)水平提升，設(shè)備集成難度增加，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部邏輯更加復(fù)雜，需要分析和監(jiān)控的環(huán)節(jié)增多，進(jìn)一步增大設(shè)備集成聯(lián)試的難度。

現(xiàn)有自動測試系統(tǒng)存在如下特點(diǎn)：

（1）在使用上存在局限性，可驅(qū)動特定型號儀器。

（2）具有型號多和品種雜的特點(diǎn)，缺乏了一定的通用性[2]。

（3）各設(shè)備的自動測試系統(tǒng)需專人開發(fā)才能保證其開發(fā)進(jìn)度不滯后于設(shè)備的研制進(jìn)度，成本較高。

（4）多用于結(jié)果測試，較少用于聯(lián)試過程。同時，機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備研制周期縮短對設(shè)備集成聯(lián)試的效率提出了更高的要求，急需實(shí)現(xiàn)易擴(kuò)展、可通用、能快速開發(fā)、聚焦聯(lián)試過程的自動測試系統(tǒng)。

2 自動測試系統(tǒng)設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

自動測試系統(tǒng)采用分層架構(gòu)，可滿足機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備集成聯(lián)試測試需求，自動測試系統(tǒng)共分為五層，每層含義如下所示。

（1）物理層，指的是測試過程中需要使用的各類儀器、接口卡（GPIB/串口/……）、服務(wù)器等硬件資源。

（2）鏈路層，指的是物理層各設(shè)備的通訊連接，包含通訊鏈路與通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)儀器驅(qū)動、通信交互、數(shù)據(jù)管理功能：

①儀器驅(qū)動，包括信號源、頻譜儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、轉(zhuǎn)臺等儀器，涵蓋常用的廠家儀器，可不斷增加儀器驅(qū)動;

②通信交互，可通過配置文件實(shí)現(xiàn)與被測設(shè)備之間的協(xié)議解析;

③數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的本地管理和服務(wù)器數(shù)據(jù)庫互聯(lián)。

（3）平臺層，對鏈路層的封裝，同時為用例層用例設(shè)計提供工具支持。

（4）用例層，依托平臺層工具支持，針對各類聯(lián)試和測試開發(fā)自動測試插件，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級聯(lián)試測試過程自動化的關(guān)鍵層級。

（5）應(yīng)用層，用于對用例的管理和使用，通過對用例的維護(hù)、版本管理、權(quán)限管理和用例集配置化管理，最終實(shí)現(xiàn)針對各設(shè)備的自動測試系統(tǒng)。

2.2 軟硬件設(shè)計

自動測試系統(tǒng)硬件包含調(diào)試計算機(jī)、測試儀器、被測設(shè)備、服務(wù)器等，其組成框圖如下圖2。自動測試系統(tǒng)的核心是軟件，開發(fā)環(huán)境選用Visual Studio 2008，開發(fā)語言為C#，該環(huán)境擁與微軟操作系統(tǒng)兼容性良好同時有大量免費(fèi)控件庫，C#語言編程簡潔高效并有可靠的內(nèi)存回收機(jī)制，非常適合進(jìn)行復(fù)雜功能的測試平臺開發(fā)。

2.3 設(shè)計特點(diǎn)

自動測試系統(tǒng)具備以下特點(diǎn)：

（1）可擴(kuò)展性[3]：分層架構(gòu)讓自動測試系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展性，可根據(jù)實(shí)際需求擴(kuò)展各層內(nèi)部需求。

（2）通用性：體現(xiàn)在用例和儀器兩個方面，可通過配置文件使用例適用于不同設(shè)備，測試人員可充分利用手中的儀器資源，大大降低聯(lián)試測試成本。

（3）快速開發(fā)能力：物理層、鏈路層、平臺層則是用例層開發(fā)的重要基礎(chǔ)，壓縮開發(fā)時間，通過分層架構(gòu)，用例層可以直接調(diào)度下層資源，實(shí)現(xiàn)儀器驅(qū)動、協(xié)議解析、數(shù)據(jù)管理功能，具備快速開發(fā)用例的能力。

（4）聚焦過程：自動測試系統(tǒng)分層架構(gòu)使開發(fā)聚焦于過程測試，而不是關(guān)注儀器驅(qū)動或是設(shè)備控制，在用例層可滿足設(shè)備集成聯(lián)試過程需求，而不只是僅關(guān)注最終的結(jié)果測試。

自動測試系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了它適用于工程研制，以解決設(shè)備聯(lián)試測試過程中的問題。

3 工程應(yīng)用

自動測試系統(tǒng)通過過程分析、配置優(yōu)化、問題定位、狀態(tài)監(jiān)控、性能指標(biāo)測試等工作，助推設(shè)備能力生成。

3.1 過程分析

針對聯(lián)試內(nèi)容，分析實(shí)現(xiàn)流程，明確流程步驟、聯(lián)試方式、交互方式、反饋機(jī)制、數(shù)據(jù)協(xié)議，可獲取流程數(shù)據(jù)并檢查是否符合設(shè)備設(shè)計要求。比如，通道測試、噪底采集、內(nèi)外校準(zhǔn)、全脈沖采集、系統(tǒng)天線方向圖測試等。

3.2 配置優(yōu)化

通過對過程數(shù)據(jù)的深入分析，可以凸顯設(shè)備功能性能缺點(diǎn)，判斷準(zhǔn)則是否合理、邏輯是否準(zhǔn)確、配置是否最優(yōu)，從設(shè)計上優(yōu)化準(zhǔn)則和邏輯，從工程應(yīng)用中優(yōu)化配置。優(yōu)化配置有兩種方法，一是以經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行優(yōu)化，二是以實(shí)測數(shù)據(jù)結(jié)合算法仿真進(jìn)行優(yōu)化，驗(yàn)證后的算法可直接嵌入用例得出結(jié)果，比如，通道衰減表、校準(zhǔn)表、KB表、通道加權(quán)表等。

3.3 問題定位

聯(lián)試過程中的大部分時間是在定位問題，由于設(shè)備集成度較高、流程復(fù)雜，可利用自動測試系統(tǒng)獲取的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行問題的快速定位。按照分層級定位思路，分析不正常數(shù)據(jù)或現(xiàn)象，逆向確定不正常的流程環(huán)節(jié)，獲取流程關(guān)鍵環(huán)節(jié)的過程數(shù)據(jù)，將問題從系統(tǒng)級、分機(jī)級一直隔離到模塊級。

設(shè)備集成聯(lián)試過程中的問題定位一般只需要到模塊級，更詳細(xì)的問題分析需要由模塊設(shè)計師給出，為快速解決聯(lián)試問題，可要求各模塊設(shè)計師能夠給出幫助系統(tǒng)定位問題的模塊問題清單，能夠讓聯(lián)試人員快速判斷出模塊問題。

3.4 狀態(tài)監(jiān)控

可實(shí)現(xiàn)設(shè)備各分機(jī)/模塊的溫度監(jiān)控和版本監(jiān)控。自動測試系統(tǒng)自動監(jiān)控系統(tǒng)各分機(jī)/模塊的溫度，對超溫分機(jī)/模塊及時報警，保護(hù)設(shè)備。通過監(jiān)控系統(tǒng)各分機(jī)/模塊軟件的版本，結(jié)合軟件的受控庫狀態(tài)，能有效控制設(shè)備軟件技術(shù)狀態(tài)基線。

3.5 性能指標(biāo)測試

自動測試系統(tǒng)包含常規(guī)的設(shè)備性能指標(biāo)測試用例，如參數(shù)測試、靈敏度測試、測向等，各個用例的設(shè)計嚴(yán)格遵循人工操作步驟，不引入人為誤差，具備可靠性。

4 結(jié)語

自動測試系統(tǒng)具備擴(kuò)展性、通用性、快速開發(fā)能力、聚焦過程的特性，可解決研制階段機(jī)載電子戰(zhàn)設(shè)備集成聯(lián)試問題，已用于多種設(shè)備，能有效減輕聯(lián)試人員的負(fù)擔(dān)和開發(fā)成本，利于工程研制。該自動測試系統(tǒng)能夠?yàn)槠渌愋驮O(shè)備或其他測試開發(fā)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉向陽，冷春雪，黃啟陶，王宇飛.自動測試技術(shù)在航天中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].宇航計測技術(shù)，2018，38（1）：1-5.

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[3]劉思凡，于洪濤.基于VxWorks的某裝備自動測試系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].計算機(jī)測量與控制，2016，24（3）：106-108.

作者簡介：楊夢婕（1989—），女，漢族，四川廣元人，碩士研究生，工程師，研究方向：電子對抗總體技術(shù)。