海軍艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)

張 波，李艷青，閆曉萍

(海軍青島雷達(dá)聲納修理廠，山東 青島 266100)

0 引言

隨著海軍新型主戰(zhàn)艦艇的列裝，艦艇信息裝備使用保障需求發(fā)生了根本性變化，艦艇信息裝備各項(xiàng)性能指標(biāo)和信息化程度大大超過(guò)了前十年裝備，作戰(zhàn)性能、技術(shù)先進(jìn)性及信息化水平有了質(zhì)的飛躍，總體作戰(zhàn)能力有了長(zhǎng)足進(jìn)步。但是，伴隨遠(yuǎn)航任務(wù)的不斷增加和微電子、通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)等新技術(shù)在信息裝備中的廣泛應(yīng)用，艦艇信息裝備保障的困難隨之而來(lái)，其遠(yuǎn)離岸基、系統(tǒng)龐大、設(shè)備密集、安裝分散、技術(shù)復(fù)雜、接口多樣的特殊性，急需綜合性自動(dòng)化的通用測(cè)試診斷系統(tǒng)[1-4]。如何提供有效、通用、經(jīng)濟(jì)的測(cè)試診斷系統(tǒng)，保證艦艇信息裝備有效性和完好性，在裝備發(fā)生故障時(shí)提高其現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試效率(高效)，縮短其診斷維修時(shí)間(快速)，降低其維修成本(經(jīng)濟(jì))，成為艦艇信息裝備技術(shù)保障的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

從艦艇信息裝備系統(tǒng)化、體系化發(fā)展要求出發(fā)，以信息裝備保障能力建設(shè)為中心，基于開(kāi)放式綜合診斷系統(tǒng)工程方法，從能力需求、功能、結(jié)構(gòu)、技術(shù)、接口和標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行綜合論證，提出艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)[5]的總體思路、軟硬件結(jié)構(gòu)框架、技術(shù)途徑，最終實(shí)現(xiàn)提升艦艇信息裝備維修保障能力的目標(biāo)。

1 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 硬件體系結(jié)構(gòu)

艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)硬件平臺(tái)圍繞著通用化、系列化、組合化的設(shè)計(jì)原則來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。硬件平臺(tái)利用軟件無(wú)線電技術(shù)[6-7]構(gòu)建，采用合成儀器，收發(fā)一體綜合測(cè)試技術(shù)，硬件利用率高，集成度高。硬件平臺(tái)采用“標(biāo)準(zhǔn)總線+測(cè)試設(shè)備”的開(kāi)放式、可靈活擴(kuò)展/剪裁可重構(gòu)的整體架構(gòu)，以PXI/PXIe總線為平臺(tái)的核心總線。艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)硬件平臺(tái)由基本測(cè)試資源和擴(kuò)展測(cè)試資源兩大部分組成。

硬件平臺(tái)中的基本測(cè)試資源共由兩個(gè)功能單元組成，分別為數(shù)字模擬測(cè)試單元、射頻微波單元。這兩個(gè)單元里主要集成了測(cè)控資源、總線測(cè)試資源、數(shù)字與模擬測(cè)試資源、開(kāi)關(guān)測(cè)試資源、射頻微波資源等五類(lèi)測(cè)試資源，用以支持平臺(tái)完成整體控制、總線測(cè)試、數(shù)字模擬量測(cè)試、通道管理、射頻微波測(cè)試等相應(yīng)的測(cè)試工作。硬件平臺(tái)中的擴(kuò)展資源是由3個(gè)單元組成，分別為射頻微波擴(kuò)展單元、特殊測(cè)試單元、擴(kuò)展測(cè)試單元單元。這3個(gè)單元主要集成了射頻微波測(cè)試資源和特殊測(cè)試模擬器資源、大功率供電電源資源，用以支持平臺(tái)完成更復(fù)雜射頻微波參數(shù)測(cè)試及實(shí)現(xiàn)各種特殊測(cè)試功能。硬件平臺(tái)的每個(gè)單元都安裝于一個(gè)10U、19英寸標(biāo)準(zhǔn)軍用組裝箱內(nèi)，多個(gè)軍用組裝箱可以根據(jù)測(cè)試需求靈活拼裝實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試功能，如圖 1所示。平臺(tái)測(cè)試附件包括：為系統(tǒng)整體供電的交流配電箱，自檢適配器、計(jì)量校準(zhǔn)適配器、微波附件等。

圖1 通用測(cè)試平臺(tái)硬件平臺(tái)架構(gòu)圖

1.2 硬件設(shè)計(jì)方案

在艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)中，硬件資源與控制總線體系的選擇，以PXI總線為艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)的核心總線，以LAN總線和GPIB總線臺(tái)式測(cè)試設(shè)備為輔進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，并保留GPIB、LAN、USB等總線的對(duì)外擴(kuò)展接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展性和靈活性。艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)硬件組成如圖 2所示。

圖2 艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)硬件方案框圖

艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)配置了1臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)TCC)、12種模塊化儀器(裝入3個(gè)PXI機(jī)箱內(nèi))、2種臺(tái)式儀器，以及測(cè)試附件等組成，其中2個(gè)PXI機(jī)箱留有充裕的可擴(kuò)展槽位，確保艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)具有模塊化儀器資源的擴(kuò)展能力；臺(tái)式儀器主要包括供電電源類(lèi)，采用LAN總線與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。系統(tǒng)中共配置了三臺(tái)PXI機(jī)箱，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)PXI總線模塊儀器的控制，在工控機(jī)中配置了兩套PCI-PXI擴(kuò)展控制套件，在PXI機(jī)箱中安裝有橋接控制卡，實(shí)現(xiàn)對(duì)PXI機(jī)箱內(nèi)設(shè)備的控制，大幅提升系統(tǒng)對(duì)PXI儀器的兼容性，提升互換性。

艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)硬件儀器資源放置原則：性能最佳性、使用方便性、系統(tǒng)可靠性、成本經(jīng)濟(jì)性、方便維修性等方面考慮組合放置。艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)硬件資源主要由工控機(jī)、KVM一體機(jī)、交換機(jī)、智能電源管理單元、高速數(shù)字向量?jī)x、邊界掃描[8-9]控制器、數(shù)字化儀、模擬量輸出、模擬量輸入、數(shù)字多用表、任意波形發(fā)生器、信號(hào)收發(fā)儀、上變頻器、下變頻器、開(kāi)關(guān)矩陣、程控直流電源等組成。這些測(cè)試資源分別安裝于兩個(gè)10U、19英寸標(biāo)準(zhǔn)軍用組裝箱內(nèi)，分別編號(hào)為1號(hào)軍用組裝箱和2號(hào)軍用組裝箱。

其中，1號(hào)組裝箱內(nèi)安裝的主要是數(shù)字測(cè)試資源和模擬測(cè)試資源，主要集成了數(shù)字多用表、數(shù)字化儀模塊、模擬量輸出、模擬量測(cè)量、高速數(shù)字向量?jī)x、邊界掃描控制器等，用于支持系統(tǒng)完成通道管理、數(shù)字與模擬量測(cè)試、邊界掃描測(cè)試等；2號(hào)組裝箱內(nèi)安裝的主要是測(cè)控資源和微波資源，主要集成了測(cè)控計(jì)算機(jī)、KVM一體機(jī)、智能電源管理單元、開(kāi)關(guān)矩陣、信號(hào)收發(fā)儀、上變頻器、下變頻器等。

1.2.1 1號(hào)組裝箱設(shè)計(jì)

1號(hào)軍用組裝箱實(shí)現(xiàn)數(shù)字矢量信號(hào)的產(chǎn)生與接收、模擬信號(hào)的基本參數(shù)測(cè)量、波形參數(shù)測(cè)量、模擬信號(hào)的產(chǎn)生、邊界掃描功能測(cè)試等方面的功能。1號(hào)軍用組裝箱由：前面板、組裝箱內(nèi)部、后面板三部分。組裝箱內(nèi)部，配備兩臺(tái)18槽PXI機(jī)箱，安裝有高速數(shù)字向量模塊、模擬量輸出模塊、模擬量測(cè)量模塊、數(shù)字化儀模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字多用表模塊，在1號(hào)軍用組裝箱內(nèi)還配備有邊界掃描控制器，實(shí)現(xiàn)邊界掃描方面的測(cè)試；后面板配備智能電源管理單元從機(jī)2，實(shí)現(xiàn)電源通斷控制；配備4個(gè)風(fēng)機(jī)于內(nèi)側(cè)上方，并從通風(fēng)口排風(fēng)。

圖3 1號(hào)軍用組裝箱布局圖

組裝箱內(nèi)部，1號(hào)PXI機(jī)箱位于組裝箱最上方，安裝有PXI橋接卡模塊、模擬量測(cè)量模塊、模擬量輸出模塊、任意波形發(fā)生器模塊、數(shù)字化儀模塊、數(shù)字多用表模塊等PXI模塊，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的產(chǎn)生和測(cè)試。邊界掃描控制器是標(biāo)準(zhǔn)1U高，位于2號(hào)PXI機(jī)箱的下方，通過(guò)USB接口與工控機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)邊界掃描測(cè)試的功能。3號(hào)PXI機(jī)箱位于機(jī)柜最下方，內(nèi)安裝PXI橋接卡模塊、高速數(shù)字矢量?jī)x模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)字矢量信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生、分析能力。

1.2.2 2號(hào)軍用組裝箱設(shè)計(jì)

2號(hào)軍用組裝箱集工控機(jī)、KVM一體機(jī)、智能電源管理單元、18槽PXI機(jī)箱、PCI橋接卡、信號(hào)收發(fā)儀、上變頻器、下變頻器、交換機(jī)、程控直流電源等測(cè)控資源于一體，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的測(cè)試控制、電源管理與微波參數(shù)測(cè)試功能，布局如圖 4所示。

圖4 2號(hào)軍用組裝箱布局圖

2號(hào)軍用組裝箱內(nèi)部共分為：前面板、組裝箱內(nèi)部、后面板三部分。前面板下側(cè)為微波面板，前面板上側(cè)集成智能電源管理單元主機(jī)；組裝箱內(nèi)部集成工控機(jī)(配有PCI-橋接卡、以太網(wǎng)口、USB口、RS-232)、KVM一體機(jī)、交換機(jī)、18槽PXI機(jī)箱、PXI橋接卡、信號(hào)收發(fā)儀模塊、上變頻器模塊、下變頻器模塊、開(kāi)關(guān)矩陣模塊、程控直流電源；后面板集成智能電源管理單元從機(jī)1，外側(cè)開(kāi)通風(fēng)口。智能電源管理單元主機(jī)，通過(guò)RS-232接口與工控機(jī)通訊；通過(guò)RS-485通訊接口控制從機(jī)動(dòng)作、采集從機(jī)信息。智能電源管理單元從機(jī)1位于后面板，實(shí)現(xiàn)電源通斷控制、頻率、電壓、電流監(jiān)控；配備4個(gè)風(fēng)機(jī)于內(nèi)側(cè)上方，并從通風(fēng)口排風(fēng)。

組裝箱內(nèi)部，KVM一體機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)1U上架結(jié)構(gòu)，位于組裝箱最上方，距離地面約1.3 m，方便測(cè)試人員進(jìn)行觀察和操作，并配有電磁屏蔽腔，有效防止電磁泄漏。工控機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)4U上架結(jié)構(gòu)形式，位于KVM一體機(jī)的下方，內(nèi)部配有兩塊PCI-橋接卡(遠(yuǎn)控3臺(tái)PXI機(jī)箱)、以太網(wǎng)卡(通過(guò)交換機(jī)遠(yuǎn)控LAN總線設(shè)備)、USB接口(通過(guò)USB集線器實(shí)現(xiàn)USB口拓展)。程控直流電源位于工控機(jī)的下方，PXI機(jī)箱位于機(jī)柜最下方，內(nèi)安裝PXI橋接卡模塊、信號(hào)收發(fā)儀模塊、上變頻器模塊、下變頻器模塊、開(kāi)關(guān)矩陣模塊，實(shí)現(xiàn)微波參數(shù)的信號(hào)產(chǎn)生、頻譜分析等方面的測(cè)試。

2 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1 軟件體系結(jié)構(gòu)

故障診斷是信息裝備自動(dòng)測(cè)試中一個(gè)重要的功能，用于配合自動(dòng)測(cè)試進(jìn)行故障定位。目前應(yīng)用較多也較為成熟的故障診斷方法主要包括故障字典方法、引導(dǎo)探筆方法、專(zhuān)家系統(tǒng)故障診斷方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法、故障樹(shù)故障診斷方法、邊界掃描方法[10-12]。經(jīng)過(guò)對(duì)幾種故障診斷方法進(jìn)行分析研究，本技術(shù)方案采用IEEE 1232標(biāo)準(zhǔn)[13-14]基于故障樹(shù)的故障診斷方法。

為滿足項(xiàng)目功能要求，保證軟件的通用性和先進(jìn)性，艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)中的軟件平臺(tái)將采用模塊化、可擴(kuò)展和層次化的設(shè)計(jì)思路。從功能內(nèi)聚的角度，將軟件平臺(tái)劃分為集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、通用運(yùn)行環(huán)境以及系統(tǒng)維護(hù)工具三大功能模塊，如圖5所示。

圖5 軟件平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)功能劃分圖

集成開(kāi)發(fā)環(huán)境：為用戶提供系統(tǒng)集成、面向信號(hào)的ATML TPS 開(kāi)發(fā)[15-18]、測(cè)試程序調(diào)試、系統(tǒng)資源管理、TPS 移植管理等功能，支持IEEE 1445國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字測(cè)試交換格式[19]。通用運(yùn)行環(huán)境：為用戶提供TPS 運(yùn)行引擎管理、TPS 運(yùn)行控制、ATML和ATLAS程序運(yùn)行、歷程記錄、操作權(quán)限管理、測(cè)試程序管理、測(cè)試數(shù)據(jù)管理等功能。系統(tǒng)維護(hù)工具：為用戶提供信息交互、系統(tǒng)恢復(fù)等功能。

從軟件功能可擴(kuò)展的角度，軟件平臺(tái)采用了“基礎(chǔ)平臺(tái)+擴(kuò)展模塊+二次開(kāi)發(fā)接口”的可擴(kuò)展體系結(jié)構(gòu)。其中“基礎(chǔ)平臺(tái)”內(nèi)置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件通用功能，包括用戶管理、資源管理、測(cè)試開(kāi)發(fā)和測(cè)試執(zhí)行等?！皵U(kuò)展模塊”是符合軟件平臺(tái)擴(kuò)展接口的軟件功能模塊。在開(kāi)發(fā)平臺(tái)通過(guò)組裝不同的軟件模塊，可快速開(kāi)發(fā)出滿足用戶特定需求的測(cè)試程序。

從層次化的角度軟件平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)一共分為5層：用戶接口層、核心層、組件層、數(shù)據(jù)層和驅(qū)動(dòng)層。每一層為上層提供服務(wù)，同時(shí)又是下一層的客戶，層次間服務(wù)與信息交互的規(guī)范有明確的定義。通過(guò)層次化設(shè)計(jì)降低了軟件的復(fù)雜性、提高了軟件的規(guī)范性、支持功能模塊的重用和升級(jí)。

2.2 軟件設(shè)計(jì)方案

通用測(cè)試平臺(tái)軟件是指運(yùn)行在項(xiàng)目規(guī)范規(guī)定的操作系統(tǒng)之上，結(jié)合通用測(cè)試平臺(tái)硬件平臺(tái)完成海軍艦艇電子裝備的功能檢查、性能測(cè)試、參數(shù)調(diào)整、故障診斷等任務(wù)的一系列應(yīng)用程序和軟件模塊的集合。

通用測(cè)試平臺(tái)軟件具備系統(tǒng)集成支持能力、面向信號(hào)的ATML TPS 開(kāi)發(fā)、測(cè)試程序調(diào)試、系統(tǒng)資源管理、TPS 移植管理等開(kāi)發(fā)功能；具備TPS 運(yùn)行引擎管理、TPS 運(yùn)行控制、ATML和ATLAS程序運(yùn)行、歷程記錄、操作權(quán)限管理、測(cè)試程序管理、測(cè)試數(shù)據(jù)管理等運(yùn)行功能；具備信息交互、系統(tǒng)恢復(fù)等高級(jí)功能。同時(shí)還具備良好的安全性和可擴(kuò)展能力。

為了滿足上述功能，提出如下通用測(cè)試平臺(tái)軟件技術(shù)方案的基本思路：以ATML測(cè)試信息模型(包含信號(hào)模型，以下簡(jiǎn)稱(chēng)ATML模型)為核心，采用開(kāi)放、通用、可擴(kuò)展的軟件體系架構(gòu)，提供基于ATML的測(cè)試信息建模環(huán)境，提供面向信號(hào)的TPS開(kāi)發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的共享和測(cè)試信息的融合，使得通用測(cè)試平臺(tái)所有研發(fā)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的程序、文件，以及軟件模塊接口相互兼容，同時(shí)為通用測(cè)試平臺(tái)提供自我維護(hù)的能力。因此，本技術(shù)方案將通用測(cè)試平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)為主要由集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、通用運(yùn)行環(huán)境以及系統(tǒng)維護(hù)工具3個(gè)部分組成，如圖 6所示。

圖6 通用測(cè)試平臺(tái)軟件主要組成框圖

集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是通用測(cè)試平臺(tái)軟件的核心，涵蓋了信號(hào)建模、系統(tǒng)資源管理、測(cè)試程序開(kāi)發(fā)和調(diào)試、診斷程序開(kāi)發(fā)以及測(cè)試程序的移植和發(fā)布功能。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境利用統(tǒng)一簡(jiǎn)約的界面為開(kāi)發(fā)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件各要素提供完整視圖，方便用戶對(duì)系統(tǒng)資源、測(cè)試程序等進(jìn)行統(tǒng)一的組織管理。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境所開(kāi)發(fā)出的軟件制品通過(guò)測(cè)試工程的方式進(jìn)行組織，包括信號(hào)模型、儀器模型、資源配置、測(cè)試程序、故障診斷程序等。測(cè)試工程文件可以理解為測(cè)試配置，記錄了測(cè)試程序運(yùn)行所需要的完整的軟件配置信息。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境支持將測(cè)試程序?qū)С鰹榉螦TML標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試描述文件，同時(shí)可以將符合ATML標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試描述文件導(dǎo)入為測(cè)試程序，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試程序的移植。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境可以將測(cè)試程序發(fā)布出去，發(fā)布的測(cè)試程序?qū)ν獗┞督y(tǒng)一的接口，使得通用運(yùn)行環(huán)境可以對(duì)測(cè)試工程完成安裝、卸載、打開(kāi)、執(zhí)行等操作。

通用運(yùn)行環(huán)境不僅是通用測(cè)試平臺(tái)軟件集成開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)出的測(cè)試程序的運(yùn)行軟件，還是接納符合項(xiàng)目規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)的其他軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)出的測(cè)試程序的門(mén)戶。通用運(yùn)行環(huán)境涵蓋了用戶權(quán)限管理、運(yùn)行環(huán)境管理、測(cè)試結(jié)果輸出、測(cè)試數(shù)據(jù)管理、運(yùn)行歷程記錄、信息交互和系統(tǒng)恢復(fù)功能。通用運(yùn)行環(huán)境通過(guò)用戶權(quán)限管理為不同級(jí)別用戶分配相適應(yīng)的操作權(quán)限，從而保證用戶訪問(wèn)的合法性；測(cè)試管理包括運(yùn)行引擎管理和面向被測(cè)對(duì)象的測(cè)試程序和診斷模型的管理。通用運(yùn)行環(huán)境通過(guò)裝載并執(zhí)行已開(kāi)發(fā)好的測(cè)試程序和故障診斷程序?qū)Ρ粶y(cè)對(duì)象進(jìn)行功能、性能測(cè)試和故障診斷，產(chǎn)生測(cè)試結(jié)果，并把結(jié)果展示給用戶；測(cè)試數(shù)據(jù)管理向操作人員提供不同范圍和方式的測(cè)試數(shù)據(jù)瀏覽、檢索、回放、導(dǎo)出、顯示和打印等功能；運(yùn)行歷程記錄能夠自動(dòng)記錄通用測(cè)試平臺(tái)軟件的運(yùn)行歷程，并能由具備相關(guān)權(quán)限的操作人員查看；通用運(yùn)行環(huán)境能夠接入部隊(duì)維修機(jī)構(gòu)和基地修理機(jī)構(gòu)的信息系統(tǒng)，進(jìn)行信息交互；通用運(yùn)行環(huán)境軟件因故障不能工作時(shí)，可通過(guò)“一鍵恢復(fù)”功能將系統(tǒng)恢復(fù)到交付狀態(tài)或最近一次可工作的狀態(tài)。

系統(tǒng)維護(hù)工具包括開(kāi)機(jī)自檢、計(jì)量校準(zhǔn)和在線幫助。通用測(cè)試平臺(tái)軟件提供自檢程序用以保證系統(tǒng)自身的完整及可靠性。計(jì)量校準(zhǔn)是通過(guò)將標(biāo)準(zhǔn)量值連接到通用測(cè)試平臺(tái)硬件平臺(tái)的輸入、輸出端口，在通用測(cè)試平臺(tái)主機(jī)上運(yùn)行計(jì)量校準(zhǔn)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。幫助功能用來(lái)提供測(cè)試操作幫助、功能提示、操作演示的圖片、版本信息和聯(lián)系地址等。

2.2.1 操作系統(tǒng)

通用測(cè)試平臺(tái)軟件可以運(yùn)行在Windows XP、Windows 7和Windows 8等多個(gè)操作系統(tǒng)之上。同時(shí)，借助MicroSoft.NET的跨平臺(tái)支持，通用測(cè)試平臺(tái)軟件還可以移植到MicroSoft Windows之外的系統(tǒng)平臺(tái)，如國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)、Linux等。

2.2.2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境

集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是測(cè)試程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)，支持面向信號(hào)的ATML測(cè)試程序開(kāi)發(fā)、故障診斷程序開(kāi)發(fā)、信號(hào)模型開(kāi)發(fā)、UUT/環(huán)境監(jiān)控程序開(kāi)發(fā)、異常處理程序開(kāi)發(fā)功能，具備系統(tǒng)資源集成、測(cè)試程序調(diào)試、測(cè)試程序移植和發(fā)布功能。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境提供了高度融合的一體化開(kāi)發(fā)環(huán)境，同時(shí)提供非編碼、模塊組裝式現(xiàn)代開(kāi)發(fā)方式，主界面如圖 7所示。

圖7 通用測(cè)試平臺(tái)軟件集成開(kāi)發(fā)環(huán)境主界面

根據(jù)功能要求，本技術(shù)方案將集成開(kāi)發(fā)環(huán)境劃分為七個(gè)功能模塊：1)信號(hào)模型開(kāi)發(fā)模塊；2)系統(tǒng)資源集成模塊；3)測(cè)試程序開(kāi)發(fā)模塊；4)測(cè)試程序調(diào)試模塊；5)故障診斷程序開(kāi)發(fā)模塊；6)測(cè)試程序移植模塊；7)測(cè)試程序發(fā)布模塊。如圖 8所示。

圖8 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境技術(shù)方案圖

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

以某型艦載雷達(dá)為開(kāi)發(fā)對(duì)象，重點(diǎn)以編碼分選模塊作技術(shù)驗(yàn)證。 模塊中有FPGA(2片)主要完成視頻采集、自適應(yīng)均衡控制、門(mén)線比較、參數(shù)測(cè)量、統(tǒng)計(jì)和排序等功能；DSP(4片)主要完成信號(hào)脈沖串的分選和信號(hào)脈沖串特征的統(tǒng)計(jì)；CPLD主要完成故障檢測(cè)。原理框圖見(jiàn)圖9。

圖9 原理框圖

驗(yàn)證內(nèi)容包括：

1)系統(tǒng)運(yùn)行檢查發(fā)現(xiàn)異常的能力；

2)系統(tǒng)或設(shè)備BIT 檢測(cè)和隔離故障的能力；

3)被測(cè)單元與所選擇的測(cè)試設(shè)備的兼容性；

4)測(cè)試設(shè)備和相應(yīng)的測(cè)試接口組合檢測(cè)和隔離故障的能力；

5)有關(guān)故障字典、探測(cè)步驟、人工查找故障程序和工作原理等方面的技術(shù)文件的充分性；

6)BIT故障檢測(cè)和故障隔離指示與脫機(jī)測(cè)試結(jié)果之間的符合程度；

7)用于預(yù)計(jì)測(cè)試性指標(biāo)的模型的有效性；

通過(guò)測(cè)試表明，測(cè)試平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)指標(biāo)滿足了信息裝備的功能檢查、性能測(cè)試、參數(shù)調(diào)整、故障診斷等任務(wù)，軟件模塊測(cè)試程序開(kāi)發(fā)、執(zhí)行和發(fā)布移植等運(yùn)行穩(wěn)定，驗(yàn)證板故障覆蓋率和隔離率達(dá)到95%以上，實(shí)現(xiàn)了較高的電路測(cè)試覆蓋率和故障器件定位，滿足相關(guān)軍標(biāo)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合目前海軍新型艦載信息裝備保障需求，提出了艦艇信息裝備通用測(cè)試平臺(tái)的總體思路、軟硬件結(jié)構(gòu)框架、技術(shù)途徑。硬件平臺(tái)利用軟件無(wú)線電技術(shù)構(gòu)建，采用合成儀器，收發(fā)一體綜合測(cè)試技術(shù)，硬件利用率高，集成度高。軟件平臺(tái)采用基于信號(hào)的測(cè)試資源智能管理技術(shù)，采用先進(jìn)故障診斷技術(shù)，支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字測(cè)試交換格式。實(shí)現(xiàn)了提升艦艇信息裝備維修保障能力的目標(biāo)。為其他測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì)提供了新的思路與途徑，具有很大的借鑒意義。