民用飛機(jī)ARINC661仿真和監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)研究

李回寶

（中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院 國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室，上海201210）

隨著大型民用客機(jī)快速發(fā)展，飛機(jī)系統(tǒng)功能更加復(fù)雜和繁多，高度集成的顯示系統(tǒng)逐漸放棄了儀表的使用，采用以ARINC661通信標(biāo)準(zhǔn)新一代通信架構(gòu)[1-2]，該架構(gòu)建立于顯示器（DS）與成員系統(tǒng)應(yīng)用（UA）間。在飛行過程中，飛行員需依靠顯示系統(tǒng)獲取飛機(jī)狀態(tài)信息，再進(jìn)行決策和飛行操控，因而在設(shè)計(jì)研發(fā)過程中對(duì)巨大的數(shù)據(jù)流和復(fù)雜的交互功能測(cè)試的時(shí)速性和準(zhǔn)確性提出要求。本文對(duì)基于ARINC661規(guī)范的顯示系統(tǒng)進(jìn)行分析，建立ARINC661系統(tǒng)測(cè)試架構(gòu)，進(jìn)行了ARINC661測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)臺(tái)具備良好的擴(kuò)展能力，提高了測(cè)試的效率和準(zhǔn)確度。

1 ARINC661仿真和監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)功能設(shè)計(jì)

ARINC661試驗(yàn)臺(tái)能進(jìn)行鏈路切換、信號(hào)流分配、模擬多場(chǎng)景異常情況測(cè)試，試驗(yàn)臺(tái)具有以下幾個(gè)主要功能：

（1）基于ARINC661規(guī)范，對(duì)數(shù)據(jù)流的仿真功能：為了驗(yàn)證系統(tǒng)通信規(guī)范及異常傳輸響應(yīng)機(jī)制，可以仿真滿足ARINC661規(guī)范數(shù)據(jù)包并發(fā)送給UA或DS。

（2）基于ARINC661規(guī)范，對(duì)數(shù)據(jù)流的監(jiān)控功能：監(jiān)控ARINC661數(shù)據(jù)，判斷信號(hào)傳輸狀態(tài)，按DF定義解析信號(hào)，解讀指令。

（3）基于預(yù)測(cè)場(chǎng)景配置通道并進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試功能。

綜上，ARINC661仿真和監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)各個(gè)功能模塊共同協(xié)作，對(duì)設(shè)備進(jìn)行激勵(lì)、響應(yīng)、采集、校驗(yàn)、比較，生成測(cè)試報(bào)告，完成閉環(huán)測(cè)試，架構(gòu)圖編輯如圖1所示。

圖1 測(cè)試臺(tái)架構(gòu)圖

2 DF解析與信息讀取

DF是一個(gè)數(shù)據(jù)文件，加載到顯示器中，基于ARINC661格式，定義每個(gè)UA在顯示器對(duì)應(yīng)的圖層、控件、字符串及相關(guān)交互操作指令，定義每項(xiàng)的各種屬性，DF文件結(jié)構(gòu)嚴(yán)格遵循ARINC661文件格式[3-4]，按照LAYER、WIDGET、PARAMETER分層級(jí)定義。圖2是UA與顯示系統(tǒng)傳輸?shù)囊粋€(gè)數(shù)據(jù)塊格式[1]。

圖2 ARINC661數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)

DF文件在生成時(shí)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證[5]，能保證DF結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確，試驗(yàn)臺(tái)的配置文件是由DF文件轉(zhuǎn)換生成，因而可以保證試驗(yàn)臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的解析與激勵(lì)正確，保證測(cè)試結(jié)果有效。

試驗(yàn)臺(tái)在對(duì)采集的ARINC661數(shù)據(jù)進(jìn)行解析時(shí)，將數(shù)據(jù)載荷的十六進(jìn)制碼分層解析出對(duì)應(yīng)信號(hào)名、參數(shù)名及通信狀態(tài)等信息，直觀解讀顯示系統(tǒng)圖形信息所對(duì)應(yīng)的總線數(shù)據(jù)；配置文件將系統(tǒng)組件（WIDGET、PLINE、PARAMETER、REQUIRE）關(guān)聯(lián)至ARINC661數(shù)據(jù)編碼[6]，完成系統(tǒng)組件選取后，試驗(yàn)臺(tái)可自動(dòng)完成完整ARINC661數(shù)據(jù)包構(gòu)建和生成，最終通過板卡激勵(lì)發(fā)送給UA或DS。

3 多顯示多UA測(cè)試配置

試驗(yàn)臺(tái)具備多應(yīng)用和多顯示器場(chǎng)景配置功能，對(duì)所有的UA單元和DS單元接口進(jìn)行定義，完成信號(hào)傳輸鏈路分配和進(jìn)行相應(yīng)DF數(shù)據(jù)文件綁定。其測(cè)試架構(gòu)配置如圖3所示。

圖3 試驗(yàn)臺(tái)多場(chǎng)景配置

各測(cè)試接口均為一個(gè)獨(dú)立的單元，具備切換仿真和真件設(shè)備的功能，可以進(jìn)行多個(gè)UA和DS設(shè)備的接入或通過仿真激勵(lì)接入。

（1）在圖3（a）場(chǎng)景中，各UA和各DS均可建立通信，可實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)中各個(gè)單元全覆蓋通信，實(shí)現(xiàn)全節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。

（2）在圖3（b）場(chǎng)景中，部分UA和部分DS可切至仿真激勵(lì)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備發(fā)送激勵(lì)數(shù)據(jù)，同時(shí)采集監(jiān)控試驗(yàn)件響應(yīng)數(shù)據(jù)。

（3）在圖3（c）場(chǎng)景中，各UA和各DS間的通道相互獨(dú)立，互不干涉，可進(jìn)行單獨(dú)配置。

（4）在圖3（d）場(chǎng)景中，可以同時(shí)配置多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)測(cè)試系統(tǒng)可進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試和單獨(dú)管理，提升試驗(yàn)臺(tái)的利用率和增加使用的多樣性。

4 自動(dòng)測(cè)試流程

自動(dòng)測(cè)試用例包含設(shè)置信息和比對(duì)數(shù)據(jù)兩部分。測(cè)試用例執(zhí)行時(shí)，首先，通過調(diào)用DF數(shù)據(jù)庫(kù)生成數(shù)據(jù)包，激勵(lì)并發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)；其次，捕獲顯示器（DS）或應(yīng)用（UA）響應(yīng)數(shù)據(jù)，通過調(diào)用DF數(shù)據(jù)庫(kù)解析并提取數(shù)據(jù)信息[7]，與測(cè)試判據(jù)比對(duì)，一致判定為通過，不一致則判定為失敗，形成記錄并跳轉(zhuǎn)下一條測(cè)試用例；最后完成測(cè)試，生成測(cè)試報(bào)告。測(cè)試流程如圖4所示。

5 結(jié)論

ARINC661仿真和監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)，集數(shù)據(jù)激勵(lì)與數(shù)據(jù)采集解析一體，可以進(jìn)行多種異常數(shù)據(jù)激勵(lì)，及對(duì)響應(yīng)數(shù)據(jù)的采集，可以進(jìn)行ARINC661系統(tǒng)多場(chǎng)景的功能和性能的測(cè)試，通過自動(dòng)化測(cè)試程序生成，可減少試驗(yàn)人員的操作強(qiáng)度，降低人力成本，并且數(shù)據(jù)解析和自動(dòng)測(cè)試用例生成均依據(jù)ARINC661規(guī)范及系統(tǒng)DF文件進(jìn)行，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和測(cè)試有效性。同時(shí)試驗(yàn)臺(tái)DF和其他通道設(shè)置等配置文件可靈活配置，實(shí)現(xiàn)多顯示器（DS）多應(yīng)用（UA）集成測(cè)試，滿足多種測(cè)試需求，極大提高試驗(yàn)臺(tái)利用率，具備承擔(dān)基于ARINC661規(guī)范的相關(guān)系統(tǒng)測(cè)試能力。