一种机载电子战设备自动测试系统的设计

    杨梦婕 罗春 吴勇

    

    

    摘?要：针对研制阶段机载电子战设备集成联试过程设计的测试系统存在不足，本文基于分层架构设计了一种适用于机载电子战设备集成联试的自动测试系统，该系统具备可扩展性、通用性、快速开发能力、聚焦联试过程的特点，通过过程分析、配置优化、问题定位、状态监控、性能指标测试等工作，可助推设备能力生成。

    关键词：自动测试;聚焦;联试过程

    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 绪论

    目前自动测试技术已经广泛应用于产品全寿命周期的每个环节，在国防、交通和能源等重要领域发挥着不可替代的作用[1]，机载电子战设备也离不开自动测试系统。针对研制阶段机载电子战设备集成联试过程设计的测试系统存在不足，亟须设计新的自动测试系统以满足设备集成联试需求。

    电子战设备集成联试主要包含联试和测试两大环节，测试是对联试结果的性能指标检验，而联试则是设备能力形成的关键过程，会占据联试人员大部分精力和时间。联试过程中若没有有效测试手段，联试人员很难独立掌握设备状态。随着外部需求和技术水平提升，设备集成难度增加，导致设备内部逻辑更加复杂，需要分析和监控的环节增多，进一步增大设备集成联试的难度。

    现有自动测试系统存在如下特点：

    （1）在使用上存在局限性，可驱动特定型号仪器。

    （2）具有型号多和品种杂的特点，缺乏了一定的通用性[2]。

    （3）各设备的自动测试系统需专人开发才能保证其开发进度不滞后于设备的研制进度，成本较高。

    （4）多用于结果测试，较少用于联试过程。同时，机载电子战设备研制周期缩短对设备集成联试的效率提出了更高的要求，急需实现易扩展、可通用、能快速开发、聚焦联试过程的自动测试系统。

    2 自动测试系统设计

    2.1 设计思路

    自动测试系统采用分层架构，可满足机载电子战设备集成联试测试需求，自动测试系统共分为五层，每层含义如下所示。

    （1）物理层，指的是测试过程中需要使用的各类仪器、接口卡（GPIB/串口/……）、服务器等硬件资源。

    （2）链路层，指的是物理层各设备的通讯连接，包含通讯链路与通信协议，实现仪器驱动、通信交互、数据管理功能：

    ①仪器驱动，包括信号源、频谱仪、矢量网络分析仪、转台等仪器，涵盖常用的厂家仪器，可不断增加仪器驱动;

    ②通信交互，可通过配置文件实现与被测设备之间的协议解析;

    ③数据管理，实现测试数据的本地管理和服务器数据库互联。

    （3）平台层，对链路层的封装，同时为用例层用例设计提供工具支持。

    （4）用例层，依托平台层工具支持，针对各类联试和测试开发自动测试插件，是实现系统级联试测试过程自动化的关键层级。

    （5）应用层，用于对用例的管理和使用，通过对用例的维护、版本管理、权限管理和用例集配置化管理，最終实现针对各设备的自动测试系统。

    2.2 软硬件设计

    自动测试系统硬件包含调试计算机、测试仪器、被测设备、服务器等，其组成框图如下图2。自动测试系统的核心是软件，开发环境选用Visual Studio 2008，开发语言为C#，该环境拥与微软操作系统兼容性良好同时有大量免费控件库，C#语言编程简洁高效并有可靠的内存回收机制，非常适合进行复杂功能的测试平台开发。

    2.3 设计特点

    自动测试系统具备以下特点：

    （1）可扩展性[3]：分层架构让自动测试系统具备良好的扩展性，可根据实际需求扩展各层内部需求。

    （2）通用性：体现在用例和仪器两个方面，可通过配置文件使用例适用于不同设备，测试人员可充分利用手中的仪器资源，大大降低联试测试成本。

    （3）快速开发能力：物理层、链路层、平台层则是用例层开发的重要基础，压缩开发时间，通过分层架构，用例层可以直接调度下层资源，实现仪器驱动、协议解析、数据管理功能，具备快速开发用例的能力。

    （4）聚焦过程：自动测试系统分层架构使开发聚焦于过程测试，而不是关注仪器驱动或是设备控制，在用例层可满足设备集成联试过程需求，而不只是仅关注最终的结果测试。

    自动测试系统的特点决定了它适用于工程研制，以解决设备联试测试过程中的问题。

    3 工程应用

    自动测试系统通过过程分析、配置优化、问题定位、状态监控、性能指标测试等工作，助推设备能力生成。

    3.1 过程分析

    针对联试内容，分析实现流程，明确流程步骤、联试方式、交互方式、反馈机制、数据协议，可获取流程数据并检查是否符合设备设计要求。比如，通道测试、噪底采集、内外校准、全脉冲采集、系统天线方向图测试等。

    3.2 配置优化

    通过对过程数据的深入分析，可以凸显设备功能性能缺点，判断准则是否合理、逻辑是否准确、配置是否最优，从设计上优化准则和逻辑，从工程应用中优化配置。优化配置有两种方法，一是以经验值进行优化，二是以实测数据结合算法仿真进行优化，验证后的算法可直接嵌入用例得出结果，比如，通道衰减表、校准表、KB表、通道加权表等。

    3.3 问题定位

    联试过程中的大部分时间是在定位问题，由于设备集成度较高、流程复杂，可利用自动测试系统获取的过程数据进行问题的快速定位。按照分层级定位思路，分析不正常数据或现象，逆向确定不正常的流程环节，获取流程关键环节的过程数据，将问题从系统级、分机级一直隔离到模块级。

    设备集成联试过程中的问题定位一般只需要到模块级，更详细的问题分析需要由模块设计师给出，为快速解决联试问题，可要求各模块设计师能够给出帮助系统定位问题的模块问题清单，能够让联试人员快速判断出模块问题。

    3.4 状态监控

    可实现设备各分机/模块的温度监控和版本监控。自动测试系统自动监控系统各分机/模块的温度，对超温分机/模块及时报警，保护设备。通过监控系统各分机/模块软件的版本，结合软件的受控库状态，能有效控制设备软件技术状态基线。

    3.5 性能指標测试

    自动测试系统包含常规的设备性能指标测试用例，如参数测试、灵敏度测试、测向等，各个用例的设计严格遵循人工操作步骤，不引入人为误差，具备可靠性。

    4 结语

    自动测试系统具备扩展性、通用性、快速开发能力、聚焦过程的特性，可解决研制阶段机载电子战设备集成联试问题，已用于多种设备，能有效减轻联试人员的负担和开发成本，利于工程研制。该自动测试系统能够为其他类型设备或其他测试开发提供参考。

    参考文献：

    [1]刘向阳，冷春雪，黄启陶，王宇飞.自动测试技术在航天中的应用现状及发展趋势[J].宇航计测技术，2018，38（1）：1-5.

    [2]贾娜，王红萍，戴军.自动测试系统的发展现状和前景[J].科技与企业，2015（09）：85.

    [3]刘思凡，于洪涛.基于VxWorks的某装备自动测试系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2016，24（3）：106-108.

    作者简介：杨梦婕（1989—），女，汉族，四川广元人，硕士研究生，工程师，研究方向：电子对抗总体技术。