基于并行測(cè)試技術(shù)的地面測(cè)控系統(tǒng)自檢方法

梁海波 姜 蘋 王 尚 李 浩 董世茂 李 巖

1.北京航天自動(dòng)控制研究所，北京 100854 2.宇航智能控制技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100854

0 引言

隨著空基導(dǎo)彈武器在實(shí)戰(zhàn)中的需求日益多樣化，導(dǎo)彈武器的類型、型號(hào)越來(lái)越多。為了確?？栈鶎?dǎo)彈武器持續(xù)的戰(zhàn)斗力，地面測(cè)控系統(tǒng)已成為導(dǎo)彈系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方和用戶對(duì)其進(jìn)行測(cè)試、維護(hù)的主要工具。在此背景下，用戶對(duì)快速測(cè)試的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及測(cè)試方法也提出了更高的要求[1-2]。

目前，作為地面測(cè)控系統(tǒng)快速測(cè)試技術(shù)研究的重要分支，地面測(cè)控系統(tǒng)的自檢測(cè)試多采用接口等效器法，即設(shè)計(jì)一個(gè)能夠模擬導(dǎo)彈飛行控制系統(tǒng)電氣接口特性的等效器，使用該等效器配合地面測(cè)控系統(tǒng)執(zhí)行流程測(cè)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)接口的全面自檢。文獻(xiàn)[3]提及了一種基于上、下位機(jī)的等效器設(shè)計(jì)方案：下位機(jī)采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，或高性能的嵌入式設(shè)備完成采樣及指令輸出，以滿足實(shí)時(shí)性要求；上位機(jī)采用商用操作系統(tǒng)，完成測(cè)試流程的選擇與啟?？刂?、數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)、檢索等功能。文獻(xiàn)[4]實(shí)現(xiàn)了一體化等效器設(shè)計(jì)方案，利用嵌入式計(jì)算機(jī)及配套軟件執(zhí)行較為復(fù)雜的測(cè)試流程，以期獲得全面的測(cè)試結(jié)果。上述文獻(xiàn)中的設(shè)計(jì)方案均能夠滿足地面測(cè)控系統(tǒng)的接口測(cè)試需求，但測(cè)試過(guò)程往往基于流程化的串行測(cè)試技術(shù)，測(cè)試耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)。

因此，為了提高地面測(cè)控系統(tǒng)自檢測(cè)試的效率，同時(shí)進(jìn)一步挖掘現(xiàn)有地面測(cè)控系統(tǒng)設(shè)備的潛力，本文不再設(shè)計(jì)獨(dú)立的接口等效器，而是將系統(tǒng)中已有的故障診斷計(jì)算機(jī)進(jìn)行功能復(fù)用。利用自檢回環(huán)測(cè)試電纜，將所有接口信號(hào)引入故障診斷計(jì)算機(jī)中，在對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行整理、歸類的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)相應(yīng)的自檢測(cè)試方法，并將并行測(cè)試技術(shù)引入自檢測(cè)試軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，開(kāi)展并行測(cè)試流程設(shè)計(jì)，達(dá)到縮短測(cè)試時(shí)間、實(shí)現(xiàn)地面測(cè)控系統(tǒng)高效自檢測(cè)試的目的。

1 總體方案

地面測(cè)控系統(tǒng)的組成及自檢原理框圖如圖1所示。地面測(cè)控系統(tǒng)由中心控制計(jì)算機(jī)、故障診斷計(jì)算機(jī)，以太網(wǎng)交換機(jī)、30V直流電源、160V直流電源(相同技術(shù)狀態(tài)，共4臺(tái))、以及信號(hào)轉(zhuǎn)接棘爪電纜組成。地面測(cè)控系統(tǒng)各設(shè)備均通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。中心控制計(jì)算機(jī)作為地面測(cè)控系統(tǒng)的指令控制中心，通過(guò)以太網(wǎng)向地面測(cè)控系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備發(fā)送控制指令，通過(guò)1553B總線向飛行控制系統(tǒng)發(fā)送控制指令，并向飛行控制系統(tǒng)發(fā)出時(shí)間同步脈沖信號(hào)、以及有源和無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào)。故障診斷計(jì)算機(jī)將來(lái)自飛行控制系統(tǒng)及地面測(cè)控系統(tǒng)的信息進(jìn)行匯總、分析、診斷，并出具測(cè)試報(bào)告。30V直流電源對(duì)外提供3路獨(dú)立的直流供電輸出，其中，1路為中心控制計(jì)算機(jī)輸出的有源開(kāi)關(guān)量供電，其余2路為飛行控制系統(tǒng)供電。4臺(tái)160V直流電源為飛行控制系統(tǒng)供電。

圖1 地面測(cè)控系統(tǒng)組成及自檢原理框圖

在對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)實(shí)施自檢測(cè)試時(shí)，將故障診斷計(jì)算機(jī)的功能進(jìn)行復(fù)用，作為地面測(cè)控系統(tǒng)自檢的核心設(shè)備，模擬飛行控制系統(tǒng)，測(cè)試、判讀來(lái)自地面測(cè)控系統(tǒng)的所有接口信號(hào)。

對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)與飛行控制系統(tǒng)之間的接口信號(hào)進(jìn)行梳理、分類，劃分為開(kāi)關(guān)量信號(hào)、直流供電信號(hào)、時(shí)間同步脈沖信號(hào)、1553B總線共4類，詳見(jiàn)表1所示。利用專門設(shè)計(jì)的信號(hào)轉(zhuǎn)接棘爪電纜，將被測(cè)信號(hào)匯集、回環(huán)連接至故障診斷計(jì)算機(jī)中，再由故障診斷計(jì)算機(jī)利用自身的板卡資源測(cè)試表1中所有的接口信號(hào)。具體測(cè)試方案如下：

表1 自檢接口信號(hào)匯總表

1)對(duì)于開(kāi)關(guān)量信號(hào)，采用故障診斷計(jì)算機(jī)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)量輸入/輸出板，對(duì)開(kāi)關(guān)量的接通/斷開(kāi)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試；

2)對(duì)于直流供電信號(hào)，利用故障診斷計(jì)算機(jī)內(nèi)部的模擬量采集電路實(shí)施電壓采樣，并判讀電壓值；

3)對(duì)于時(shí)間同步脈沖信號(hào)，通過(guò)故障診斷計(jì)算機(jī)內(nèi)部的RS422接口板卡測(cè)試脈沖寬度、占空比等信息；

4)對(duì)于1553B總線，故障診斷計(jì)算機(jī)將自身總線站點(diǎn)初始化為RT，模擬飛行控制系統(tǒng)，完成與中心控制計(jì)算機(jī)BC的總線數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)總線通路檢查。

將上述4類信號(hào)設(shè)計(jì)為4個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，基于并行測(cè)試技術(shù)合理編排測(cè)試流程，實(shí)現(xiàn)地面測(cè)控系統(tǒng)的快速自檢。

下面，將按照接口信號(hào)的不同類型，有針對(duì)性地開(kāi)展自檢測(cè)試方法設(shè)計(jì)。

2 自檢方法設(shè)計(jì)

2.1 開(kāi)關(guān)量信號(hào)自檢

地面測(cè)控系統(tǒng)對(duì)外接口開(kāi)關(guān)量信號(hào)包括聯(lián)鎖1、聯(lián)鎖2及允許投放，其中，聯(lián)鎖1和聯(lián)鎖2為無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào)，允許投放為有源開(kāi)關(guān)量信號(hào)。上述3個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)均由中心控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部的開(kāi)關(guān)量輸出板、開(kāi)關(guān)量輸入板進(jìn)行輸出控制或讀取。具體自檢方法設(shè)計(jì)如下：

(1)聯(lián)鎖1

聯(lián)鎖1信號(hào)用來(lái)表征地面測(cè)控系統(tǒng)與飛行控制系統(tǒng)之間電連接器的連接狀態(tài)，為地面測(cè)控系統(tǒng)一側(cè)短接的無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào)，由中心控制計(jì)算機(jī)內(nèi)部開(kāi)關(guān)量輸出板的電磁繼電器常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)中心控制計(jì)算機(jī)對(duì)聯(lián)鎖1繼電器施加控制信號(hào)時(shí)，其觸點(diǎn)由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開(kāi)狀態(tài)，表示地面測(cè)控系統(tǒng)與飛行控制系統(tǒng)之間的電連接器已斷開(kāi)。在飛行控制系統(tǒng)一側(cè)，可通過(guò)輔助電源及光耦電路讀取聯(lián)鎖1信號(hào)電平的變化，獲取兩個(gè)系統(tǒng)之間電連接器的連接/斷開(kāi)狀態(tài)。

故障診斷計(jì)算機(jī)模擬飛行控制系統(tǒng)，利用自身的開(kāi)關(guān)量輸入板檢查來(lái)自中心控制計(jì)算機(jī)的聯(lián)鎖1信號(hào)，電路連接關(guān)系如圖2所示。具體測(cè)試步驟如下：

圖2 聯(lián)鎖1信號(hào)自檢電路示意圖

1)故障診斷計(jì)算機(jī)采集聯(lián)鎖1觸點(diǎn)閉合的狀態(tài)，此時(shí)讀取結(jié)果應(yīng)為高電平；

2)測(cè)試結(jié)果合格后，由中心控制計(jì)算機(jī)控制斷開(kāi)聯(lián)鎖1繼電器的觸點(diǎn)，故障診斷計(jì)算機(jī)再次采集該觸點(diǎn)的狀態(tài)，此時(shí)讀取結(jié)果應(yīng)為低電平；

3)測(cè)試結(jié)果合格后，由中心控制計(jì)算機(jī)控制接通聯(lián)鎖1繼電器的觸點(diǎn)，將觸點(diǎn)恢復(fù)到初始狀態(tài)。

如果以上3個(gè)測(cè)試步驟能夠順利通過(guò)，則表明聯(lián)鎖1開(kāi)關(guān)量工作正常。

(2)聯(lián)鎖2

聯(lián)鎖2信號(hào)與聯(lián)鎖1信號(hào)功能相同，均用來(lái)表征地面測(cè)控系統(tǒng)與飛行控制系統(tǒng)之間電連接器的連接狀態(tài)。不同的是聯(lián)鎖2信號(hào)為飛行控制系統(tǒng)一側(cè)短接。地面測(cè)控系統(tǒng)中心控制計(jì)算機(jī)通過(guò)輔助電源及光耦電路讀取聯(lián)鎖2信號(hào)電平的變化，可獲取兩個(gè)系統(tǒng)之間的電連接器連接或斷開(kāi)狀態(tài)。

這里，采用故障診斷計(jì)算機(jī)來(lái)模擬飛行控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖2信號(hào)的短接狀態(tài)，具體可有2種實(shí)現(xiàn)方法：1)在兩個(gè)系統(tǒng)互聯(lián)的電連接器上，利用跨線將飛行控制系統(tǒng)一側(cè)的聯(lián)鎖2信號(hào)直接短接；2)利用故障診斷計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)量輸出板上繼電器的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信號(hào)短接。分析發(fā)現(xiàn)，如果采用第1種方法，每當(dāng)對(duì)聯(lián)鎖2信號(hào)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要試驗(yàn)人員手動(dòng)斷開(kāi)兩個(gè)系統(tǒng)之間的電連接器，測(cè)試結(jié)束后還需要將其重新連接好，降低了測(cè)試效率，有悖于實(shí)現(xiàn)快速自檢測(cè)試的初衷。因此，采用第2種方法，即由故障診斷計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)量輸出板的繼電器常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)該聯(lián)鎖2的短接狀態(tài)，具體電路連接關(guān)系如圖3所示。

圖3 聯(lián)鎖2信號(hào)自檢電路示意圖

聯(lián)鎖2開(kāi)關(guān)量的測(cè)試方法與聯(lián)鎖1相同，僅需將聯(lián)鎖1測(cè)試方法中的故障診斷計(jì)算機(jī)與中心控制計(jì)算機(jī)的角色進(jìn)行互換，此處不再贅述。

(3)允許投放

允許投放信號(hào)為有源開(kāi)關(guān)量信號(hào)，通過(guò)中心控制計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)量輸出板的繼電器觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，電源供電由30V直流電源提供。當(dāng)觸點(diǎn)由斷開(kāi)轉(zhuǎn)為閉合時(shí)，發(fā)出30V允許投放信號(hào)。

故障診斷計(jì)算機(jī)模擬飛行控制系統(tǒng)的接收電路，通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸入板的光耦接收電路，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)允許投放信號(hào)的讀取，具體電路連接關(guān)系如圖4所示。

圖4 允許投放信號(hào)自檢電路示意圖

允許投放信號(hào)的測(cè)試依然按照觸點(diǎn)斷開(kāi)、觸點(diǎn)閉合2個(gè)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方法與聯(lián)鎖1和聯(lián)鎖2類似。

2.2 電源供電輸出自檢

由圖1和表1可知，地面測(cè)控系統(tǒng)需要進(jìn)行測(cè)試的供電輸出信號(hào)共6路：包括30V直流供電輸出2路、160V直流供電輸出4路，分別來(lái)自30V直流電源和4臺(tái)160V直流電源。利用AD模擬量采樣的方法，對(duì)6路被測(cè)信號(hào)進(jìn)行電壓測(cè)試，判斷其電壓值是否合格。

按照如圖5所示電路，實(shí)現(xiàn)故障診斷計(jì)算機(jī)與被測(cè)信號(hào)之間的連接。針對(duì)單路信號(hào)的采樣：首先，利用繼電器切換選通及信號(hào)調(diào)理電路，使6路信號(hào)中的1路進(jìn)入AD采樣通道；然后，依次經(jīng)過(guò)電壓跟隨、AD采樣、隔離等環(huán)節(jié)后，進(jìn)入FPGA；最后，由FPGA軟件對(duì)電壓信號(hào)連續(xù)采樣6次，去掉其中的最大值和最小值，以余下4次采樣值的均值作為本路采樣的最終結(jié)果。

圖5 電源供電輸出信號(hào)自檢示意圖

為采樣測(cè)試全部6路直流供電信號(hào)，設(shè)計(jì)8個(gè)流程步，按照1～8的順序依次進(jìn)行，詳見(jiàn)表2所示。在每個(gè)測(cè)試流程步中，均對(duì)6路信號(hào)進(jìn)行采樣，其中，流程2～6均只接通1路被測(cè)信號(hào)。比對(duì)采樣值與判據(jù)，如果結(jié)果在判據(jù)范圍內(nèi)，表明測(cè)試通過(guò)。

表2 模擬量采集流程分布表

經(jīng)過(guò)8個(gè)流程步，除了能夠完成對(duì)6路信號(hào)的測(cè)試，也最大程度地規(guī)避了6路被測(cè)信號(hào)中部分信號(hào)發(fā)生粘連的情況，提高了測(cè)試分辨率。

2.3 時(shí)間同步脈沖信號(hào)自檢

地面測(cè)控系統(tǒng)中心控制計(jì)算機(jī)向飛行控制系統(tǒng)發(fā)送時(shí)間同步脈沖信號(hào)，該信號(hào)采用RS422差分電平標(biāo)準(zhǔn)，脈沖周期為1s，占空比為1/1000。

在對(duì)時(shí)間同步脈沖進(jìn)行測(cè)試時(shí)，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)接棘爪電纜，將該信號(hào)引入故障診斷計(jì)算機(jī)的RS422測(cè)試接口板上，如圖6所示。由中心控制計(jì)算機(jī)發(fā)送若干連續(xù)的時(shí)間同步脈沖，故障診斷計(jì)算機(jī)對(duì)該脈沖串進(jìn)行讀取，識(shí)別出脈沖個(gè)數(shù)、單脈沖的周期和占空比，作為測(cè)試結(jié)果。如果測(cè)試結(jié)果與實(shí)際發(fā)送值一致，表明測(cè)試通過(guò)。

圖6 時(shí)間同步脈沖信號(hào)自檢示意圖

2.4 1553B總線自檢

地面測(cè)控系統(tǒng)與飛行控制系統(tǒng)之間采用1553B總線進(jìn)行通信，主干總線位于地面測(cè)控系統(tǒng)中，中心控制計(jì)算機(jī)作為總線BC，飛行控制系統(tǒng)作為總線RT，均以“子線+耦合變壓器”的方式掛接在主干總線上。

故障診斷計(jì)算機(jī)模擬飛行控制系統(tǒng)RT，利用信號(hào)轉(zhuǎn)接棘爪電纜中的1553B子線，連接至地面測(cè)控系統(tǒng)的主干總線上，連接關(guān)系如圖7所示。

圖7 1553B總線自檢連接關(guān)系示意圖

1553B總線測(cè)試時(shí)，采用對(duì)A總線和B總線依次進(jìn)行數(shù)據(jù)通信測(cè)試的方法。首先，中心控制計(jì)算機(jī)作為BC，通過(guò)A總線向故障診斷計(jì)算機(jī)RT連續(xù)發(fā)送若干包測(cè)試數(shù)據(jù)，故障診斷計(jì)算機(jī)將接收到的數(shù)據(jù)逐包與發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，如果一致，則A總線測(cè)試通過(guò)。然后，中心控制計(jì)算機(jī)與故障診斷計(jì)算機(jī)之間采用同樣的方法，完成B總線的數(shù)據(jù)通信測(cè)試。如果A總線和B總線測(cè)試均正常，則表明1553B總線通路測(cè)試通過(guò)。

3 自檢測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)

3.1 并行測(cè)試技術(shù)

并行測(cè)試技術(shù)是將并行處理技術(shù)引入自動(dòng)測(cè)試領(lǐng)域后形成的一種先進(jìn)測(cè)試技術(shù)，旨在提高測(cè)試效率，這一技術(shù)也被美國(guó)NxTest體系確定為下一代關(guān)鍵技術(shù)[5-6]。

綜合考慮并行測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，并行測(cè)試有以下2種實(shí)施方式：:1)多處理器并行測(cè)試。一般采用兩個(gè)及以上的處理器，對(duì)所有被測(cè)對(duì)象及參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)于軟、硬件的資源消耗較高。2)用單處理器實(shí)現(xiàn)并行測(cè)試結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)不同測(cè)試任務(wù)的合理調(diào)度，劃分處理器處理不同任務(wù)的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)并行測(cè)試[7-8]。這里，采用第2種方式實(shí)現(xiàn)地面測(cè)控系統(tǒng)的快速自檢測(cè)試。

(1)主控軟件并行處理算法

主控軟件作為并行測(cè)試流程的發(fā)起者，是測(cè)試流程的控制核心。主控軟件將測(cè)試項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的多個(gè)測(cè)試線程。在主控軟件啟動(dòng)測(cè)試任務(wù)后，創(chuàng)建多個(gè)測(cè)試線程，各線程依據(jù)既定計(jì)劃獨(dú)立、并行發(fā)起測(cè)試，相互之間無(wú)耦合[9-10]。

(2)測(cè)試終端并行處理算法

與主控軟件相對(duì)應(yīng)，測(cè)試終端是測(cè)試指令的執(zhí)行者，在測(cè)試終端軟件中，針對(duì)主控軟件發(fā)送的多個(gè)并行測(cè)試指令，設(shè)計(jì)專門的“任務(wù)緩存區(qū)”。測(cè)試終端軟件將收到的指令先放到任務(wù)緩存區(qū)中，再?gòu)娜蝿?wù)緩存區(qū)中依次接收任務(wù)，創(chuàng)建相應(yīng)的、相互獨(dú)立的測(cè)試線程，并行處理測(cè)試任務(wù)，處理完成后將測(cè)試結(jié)果分別反饋給主控軟件，測(cè)試終端軟件的并行測(cè)試算法如圖8所示[8]。

圖8 測(cè)試終端并行測(cè)試流程圖

3.2 并行測(cè)試流程設(shè)計(jì)

3.2.1 方案概述

故障診斷計(jì)算機(jī)軟件作為自檢主控軟件，對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)自檢的測(cè)試需求，發(fā)起若干并行測(cè)試線程。中心控制計(jì)算機(jī)軟件作為測(cè)試終端軟件，一方面接收并響應(yīng)來(lái)自自檢主控軟件的測(cè)試指令，創(chuàng)建相應(yīng)的測(cè)試線程，另一方面調(diào)度地面測(cè)控系統(tǒng)中的其余被測(cè)對(duì)象，獲取相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，并向自檢主控軟件反饋。

3.2.2 自檢主控軟件工作流程設(shè)計(jì)

自檢主控軟件啟動(dòng)后，創(chuàng)建開(kāi)關(guān)量測(cè)試、電源供電測(cè)試、時(shí)間同步脈沖測(cè)試、1553B總線測(cè)試、測(cè)試報(bào)告生成等5個(gè)線程，并向測(cè)試終端軟件(即中心控制計(jì)算機(jī)軟件)發(fā)送測(cè)試指令，所有線程并行發(fā)起測(cè)試工作。這里，以開(kāi)關(guān)量測(cè)試線程為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明其工作過(guò)程：

開(kāi)關(guān)量測(cè)試線程啟動(dòng)后，向測(cè)試終端軟件發(fā)送開(kāi)關(guān)量測(cè)試指令，然后依次對(duì)聯(lián)鎖1、聯(lián)鎖2和允許投放3個(gè)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行測(cè)試，針對(duì)每個(gè)開(kāi)關(guān)量測(cè)試，軟件按照如下工作流程進(jìn)行處理(以聯(lián)鎖1開(kāi)關(guān)量測(cè)試為例)。

1)向測(cè)試終端軟件發(fā)送測(cè)試指令，通知當(dāng)前測(cè)試項(xiàng)目為聯(lián)鎖1測(cè)試，讀取聯(lián)鎖1開(kāi)關(guān)量當(dāng)前狀態(tài)并記錄、判讀；

2)向測(cè)試終端軟件發(fā)送測(cè)試指令，通知測(cè)試終端軟件控制聯(lián)鎖1繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，延時(shí)一定時(shí)間后，讀取聯(lián)鎖1開(kāi)關(guān)量當(dāng)前狀態(tài)并記錄、判讀；

3)向測(cè)試終端軟件發(fā)送測(cè)試指令，通知測(cè)試終端軟件復(fù)位聯(lián)鎖1繼電器，使觸點(diǎn)恢復(fù)至閉合狀態(tài)；

4)向測(cè)試終端軟件發(fā)送當(dāng)前測(cè)試項(xiàng)目結(jié)束指令，匯總原始記錄和判讀結(jié)果，發(fā)送給測(cè)試報(bào)告生成線程。

待自檢主控軟件所有測(cè)試線程均完成測(cè)試工作后，測(cè)試報(bào)告生成線程將測(cè)試數(shù)據(jù)匯總、整理，生成WORD測(cè)試報(bào)告，通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送至中心控制計(jì)算機(jī)的指定硬盤目錄下，供測(cè)試人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及歸檔。

至此，自檢主控軟件所有測(cè)試工作完成。

3.2.3 測(cè)試終端軟件工作流程設(shè)計(jì)

如3.2.1節(jié)所述，測(cè)試終端軟件(中心控制計(jì)算機(jī)軟件)作為地面測(cè)控系統(tǒng)若干被測(cè)對(duì)象的控制核心，創(chuàng)建任務(wù)緩存線程，接收并存儲(chǔ)來(lái)自自檢主控軟件的測(cè)試任務(wù)指令。根據(jù)任務(wù)緩存區(qū)的指令，分別創(chuàng)建相應(yīng)的測(cè)試線程，各線程同步運(yùn)行，根據(jù)各自的既定策略，按需調(diào)度地面測(cè)控系統(tǒng)中的被測(cè)對(duì)象，配合自檢主控軟件完成當(dāng)前測(cè)試項(xiàng)目。

同樣以開(kāi)關(guān)量測(cè)試線程為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)試終端軟件的工作過(guò)程：

1)從任務(wù)緩存區(qū)讀取到開(kāi)關(guān)量測(cè)試任務(wù)，創(chuàng)建開(kāi)關(guān)量測(cè)試線程；

2)接收自檢主控軟件發(fā)送的測(cè)試指令(僅以聯(lián)鎖1開(kāi)關(guān)量測(cè)試為例)，得知當(dāng)前測(cè)試項(xiàng)目為聯(lián)鎖1測(cè)試；

3)接收自檢主控軟件發(fā)送的測(cè)試指令，控制聯(lián)鎖1繼電器動(dòng)作，使觸點(diǎn)由閉合轉(zhuǎn)為斷開(kāi)；

4)接收自檢主控軟件發(fā)送的測(cè)試指令，復(fù)位聯(lián)鎖1繼電器動(dòng)作，使觸點(diǎn)恢復(fù)為閉合狀態(tài)；

5)接收自檢主控軟件發(fā)送的當(dāng)前測(cè)試項(xiàng)目結(jié)束指令，線程結(jié)束。

當(dāng)測(cè)試終端軟件接收到自檢主控軟件發(fā)送的軟件退出指令后，結(jié)束所有線程，軟件退出。

4 實(shí)施效果

將并行測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于地面測(cè)控系統(tǒng)的自檢測(cè)試中，并行執(zhí)行所有測(cè)試項(xiàng)目，形成測(cè)試流程圖如圖9所示。

圖9 地面測(cè)控系統(tǒng)自檢并行測(cè)試流程圖

經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，采用并行測(cè)試方案后，完成全部自檢項(xiàng)目測(cè)試耗時(shí)9min，而如果采用串行測(cè)試方案，完成全部自檢測(cè)試項(xiàng)目耗時(shí)24min，并行測(cè)試的測(cè)試效率提升了166.7%，詳見(jiàn)表3所示。通過(guò)對(duì)比表3中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，采用串行測(cè)試方法自檢耗時(shí)是所有測(cè)試項(xiàng)目的累加和，而采用并行測(cè)試技術(shù)的耗時(shí)時(shí)間取決于測(cè)試耗時(shí)最長(zhǎng)的項(xiàng)目。此外，與串行測(cè)試方法相比，測(cè)試報(bào)告生成項(xiàng)目運(yùn)行耗時(shí)由1min增加至9min，原因是采用并行測(cè)試技術(shù)后，該測(cè)試項(xiàng)目的啟動(dòng)時(shí)間大大提前，啟動(dòng)后一直在同步搜集其他測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試數(shù)據(jù)，運(yùn)行時(shí)間貫穿整個(gè)并行測(cè)試流程的始終，造成單項(xiàng)耗時(shí)增加，但對(duì)整個(gè)并行測(cè)試流程的總耗時(shí)影響不大。

表3 實(shí)施效果統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)并行測(cè)試方案的實(shí)施，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1)地面測(cè)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)充足的多任務(wù)處理能力，為開(kāi)展并行測(cè)試提供了硬件條件；

2)在并行測(cè)試任務(wù)中，不能存在互斥性測(cè)試需求，各測(cè)試線程應(yīng)相互獨(dú)立，否則可能導(dǎo)致測(cè)試失?。?/p>

3)與傳統(tǒng)串行測(cè)試方案相比，并行測(cè)試能夠提高測(cè)試效率。在硬件資源允許的條件下，并行測(cè)試線程越多，對(duì)測(cè)試效率的提升效果越顯著。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了滿足地面測(cè)控系統(tǒng)快速自檢的測(cè)試需求，利用系統(tǒng)中現(xiàn)有的故障診斷計(jì)算機(jī)的硬件資源，提出并實(shí)現(xiàn)了基于并行測(cè)試技術(shù)的自檢方法。該方法在對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行充分分析、歸類的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了測(cè)試項(xiàng)目及測(cè)試方法，使各測(cè)試項(xiàng)目并行運(yùn)行，顯著提高了測(cè)試效率。將并行測(cè)試技術(shù)應(yīng)用到地面測(cè)控系統(tǒng)的自檢測(cè)試中，是對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)快速測(cè)試領(lǐng)域研究的一次探索。進(jìn)一步將并行測(cè)試技術(shù)應(yīng)用到針對(duì)飛行控制系統(tǒng)的快速測(cè)試中是后續(xù)的研究工作。