機載電子設(shè)備通用測試平臺設(shè)計與實現(xiàn)

張瓊 邊海關(guān)

摘要：為了實現(xiàn)對不同種類、不同型號機載電子設(shè)備的測試，設(shè)計與研制了一套機載電子設(shè)備通用測試平臺。文章簡要介紹了平合的構(gòu)成、硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計思路；闡述了該平臺擴展方便、程序開發(fā)容易、用戶界面友好的特點。實踐表明，該平臺測試精度高、可靠性好、抗干擾能力強，完全可以滿足機載電子設(shè)備測試要求。關(guān)鍵詞：機載電子設(shè)備；通用測試系統(tǒng)；硬件設(shè)計；軟件設(shè)計

0 引言

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，機載電子設(shè)備多元化、數(shù)字化、集成化程度越來越高，而在實際使用中，為保證機載電子設(shè)備功能有效、可靠的發(fā)揮，要求對其進行以功能測試、性能測試為主的技術(shù)保障。傳統(tǒng)的機載電子設(shè)備專測設(shè)備已經(jīng)不能適應(yīng)快速、高效的測試要求，研制一種通用機載電子設(shè)備測試平臺變得極為必要。這就需要組建一種性能優(yōu)異，測試資源共享度高，測試成本低，能靈活適應(yīng)被測對象的變化，能快速、準(zhǔn)確、可靠地完成多種類多型號機載電子設(shè)備系統(tǒng)級、產(chǎn)品級性能測試的平臺。

本文基于PXI總線技術(shù)組建了一種機載電子設(shè)備通用測試平臺。該平臺的主要功能是為各種、各型被測機載電子設(shè)備提供必須的激勵信號和模擬實際工作情況，以測量設(shè)備各功能、性能指標(biāo)和其它特征信息。

1 基本原理

測試就是給被測單元或被測件施加激勵信號，檢測輸出的響應(yīng)信號是否符合預(yù)定的目標(biāo)或要求。產(chǎn)品的功能及性能指標(biāo)進行裝機前測試。航電系統(tǒng)綜合聯(lián)試臺主要建立一個通用的軟硬件測試平臺。通過光纖局域網(wǎng)將主控系統(tǒng)與測試系統(tǒng)（包括信號仿真和監(jiān)控）相連接；通過ICD管理軟件實現(xiàn)硬件的管理、信號的配置和信號資源的管理；通過數(shù)據(jù)通信軟件實現(xiàn)各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和命令處理功能；通過仿真測試軟件實現(xiàn)產(chǎn)品的信號仿真、測試、監(jiān)控。測試不同產(chǎn)品時，只需進行硬件配置即可，充分實現(xiàn)了軟硬件資源的共享，達到了開放的效果，節(jié)省了成本，提高了工作效率。測試平臺原理圖如圖I所示。

根據(jù)實現(xiàn)的功能將聯(lián)試臺分成電源系統(tǒng)、測試系統(tǒng)（信號仿真和監(jiān)控）、主控系統(tǒng)三部分；通過電源系統(tǒng)為聯(lián)試臺和被測部品供電，通過測試系統(tǒng)進行總線和部品的仿真，實現(xiàn)被測部品交聯(lián)信號的監(jiān)控、解析，主控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與硬件資源的管理與配置功能；根據(jù)聯(lián)試臺的要求將軟件分為ICD管理軟件、仿真測試軟件、數(shù)據(jù)通信軟件；ICD管理軟件實現(xiàn)各種總線信號和非總線信號的管理功能，仿真測試軟件實現(xiàn)硬件資源配置和仿真測試步驟配置以及部品測試功能，數(shù)據(jù)通信軟件實現(xiàn)信號仿真和監(jiān)控；提供具有開放特性仿真測試框架，該框架構(gòu)成核心仿真測試系統(tǒng)，對于不同的測試要求，可以基于核心測試系統(tǒng)為基礎(chǔ)進行擴展；支持與其他仿真測試環(huán)境的互聯(lián)與互操作；提供信號管理架構(gòu)，該架構(gòu)可以根據(jù)需要配置各種信號資源。

2 測試平臺設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

由于被測機載電子設(shè)備涉及到機電、導(dǎo)航、大氣、對抗等多個系統(tǒng)，并且機型較多且更新速度快，因此，對通用測試平臺的激勵能力、測試能力、數(shù)據(jù)通信能力、可擴展能力等提出了較高的要求。測試平臺主要設(shè)計思路為：通過光纖局域網(wǎng)將主控系統(tǒng)與測試系統(tǒng)（包括信號仿真和監(jiān)控）相連接；通過ICD管理軟件實現(xiàn)硬件的管理、信號的配置和信號資源的管理；通過數(shù)據(jù)通信軟件實現(xiàn)各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和命令處理功能；通過仿真測試軟件實現(xiàn)產(chǎn)品的信號仿真、測試、監(jiān)控。測試不同產(chǎn)品時，只需進行硬件配置即可，充分實現(xiàn)了軟硬件資源的共享，達到了開放的效果，節(jié)省了成本，提高了工作效率。測試平臺數(shù)據(jù)傳輸原理圖如圖2所示。測試平臺的基本設(shè)計原則可以概括為：通用化原則、集成化原則、擴展化原則、可配置原則、自動化原則。

2.2 硬件設(shè)計

在總體設(shè)計思想指導(dǎo)下，通用測試平臺硬件部分主要由電源系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、測試系統(tǒng)（包括信號仿真和信號監(jiān)控）和其它輔助設(shè)備組成，其組成框圖如圖3所示。電源系統(tǒng)主要包括：服務(wù)器、PXI總線機箱（包括各類測試資源）、信號調(diào)理/轉(zhuǎn)接模塊、通用適配器、計量檢定模塊、機柜等其他輔助設(shè)備組成。

電源系統(tǒng)主要采用支持RS485控制模塊的程控電源為測試平臺和被測部品供電，通過測試系統(tǒng)可控制電壓及電流的大小?？商峁〥C28V、AC115V/400Hz、AC36V/400Hz、AC26V/400Hz，能夠滿足被測機載電子設(shè)備供電需求。

主控系統(tǒng)主要由服務(wù)器主機、工業(yè)顯示器、光纖交換機組成，主控系統(tǒng)裝有ICD管理軟件和相應(yīng)數(shù)據(jù)庫并通過光纖交換機將仿真系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)交聯(lián)在一起，實現(xiàn)對硬件資源、信號資源的管理和ICD信息存儲、數(shù)據(jù)傳輸、命令處理等功能。

測試系統(tǒng)主要由PXI總線機箱及工業(yè)顯示器、零槽控制器、模擬量板卡、頻率量板卡、離散量板卡、ARINC407板卡、ARINC429板卡、1553B板卡、RS422/485/232可編程板卡、音頻信號板卡、可編程電阻信號板卡、SPI總線模塊、IEEE488模塊、PAL視頻采集卡、VGA視頻采集卡、電容源、信號調(diào)理電路等其它輔助部件組成。信號調(diào)理/轉(zhuǎn)接模塊：對所采集的信號的毛刺、抖動等現(xiàn)象進行平滑和過濾處理。其它輔助設(shè)備主要包括適配器、VPC海量連接器、LIF連接器、計量檢定端口、測試線纜等組成。

2.3 軟件設(shè)計

操作系統(tǒng)：選用Windows7。軟件開發(fā)環(huán)境，測試系統(tǒng)和主控系統(tǒng)軟件開發(fā)工具采用Visual Studio 2012，數(shù)據(jù)庫采用Oracle。軟件主要功能：ICD數(shù)據(jù)庫管理功能；機型、子系統(tǒng)、被測設(shè)備、測試模塊信息管理功能；產(chǎn)品信號配置功能；測試步驟配置功能；仿真系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)管理控制功能；數(shù)據(jù)仿真、監(jiān)控、判讀功能。機載電子設(shè)備通用測試平臺程序框架采用MFC，基于多視窗形式設(shè)計。不同軟件模塊通過光纖局域網(wǎng)進行通訊。采用公共數(shù)據(jù)庫存取模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作，底層采用ADO技術(shù)實現(xiàn)。ICD數(shù)據(jù)庫存取部分通過調(diào)用ICD組件來實現(xiàn)。采用結(jié)構(gòu)化的自頂向下設(shè)計，成為層次化的軟件結(jié)構(gòu)。層次間調(diào)用原則是：上層只能調(diào)下層，同層單向調(diào)用；不準(zhǔn)反向調(diào)用和同層模塊之間循環(huán)調(diào)用。軟件模塊結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

ICD管理模塊：ICD管理模塊是機載電子設(shè)備通用測試平臺能否正常運行的基礎(chǔ)，結(jié)合MIL1553B、ARINC429、ARINC407、RS422/485/232等多種總線的通信協(xié)議及技術(shù)要求，通過用戶管理、配置管理及數(shù)據(jù)復(fù)用等技術(shù)手段實現(xiàn)測試平臺的機型、系統(tǒng)、被測產(chǎn)品以及ICD的管理。

仿真測試模塊：仿真測試模塊主要實現(xiàn)測試信號配置、手動測試、自動測試及測試結(jié)果保存等功能。仿真測試模塊是與被測產(chǎn)品相交聯(lián)的模塊，能夠?qū)y試結(jié)果顯示于顯示器的對話框中，同時也將結(jié)果存儲于數(shù)據(jù)庫中將測試結(jié)果生成規(guī)范化報表形式，以便于查詢與打印。

數(shù)據(jù)通信模塊：主要實現(xiàn)信號仿真、監(jiān)控命令的傳輸以及訪問數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品測試配置方案和仿真數(shù)據(jù)，并向數(shù)據(jù)庫中存儲測試結(jié)果。根據(jù)系統(tǒng)功能的總體要求，將各軟件功能模塊有效地連接起來，可實現(xiàn)機載電子設(shè)備的自動測試。

3 結(jié)束語

機載電子設(shè)備通用測試平臺是開放式、模塊化、集成化的通用測試平臺的設(shè)計，從技術(shù)方案的確立、硬件集成到軟件開發(fā)等方面都遵從了開放式、通用性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計思想。它具有很強的通用性、開放性，可根據(jù)用戶需要進行功能擴展。若要實現(xiàn)某型機載電子設(shè)備的測試，則只需增加相應(yīng)連接線纜、配置相應(yīng)測試程序即可。實踐表明，該平臺測試精度高，可靠性好，抗干擾能力強，完全可以滿足機載電子設(shè)備測試的要求，具有較高的軍事和經(jīng)濟價值。

參考文獻：

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