多终端测试平台

多终端测试平台（精选6篇）

多终端测试平台 篇1

0 引言

计量终端在电力系统中应用广泛, 它通常具有电能计量、电量抄读、负荷控制、数据采集与传输、事件记录、故障报警等多种功能, 在电能计量领域具有举足轻重的作用。当前, 供电系统常见的计量终端有厂站终端、负控终端、配变终端以及低压集抄终端等。

目前的终端检测主要集中在对终端本身的外观、误差、通信测试等方面, 注重对单一终端本身的测试, 而对终端与电能表、终端与计量自动化主站系统等其他方面的联调测试, 以及对终端在模拟现场运行环境中的测试开展较少[1]。因此, 在当前终端测试环境下, 新的终端安装至现场后比较容易出现故障、运行状况不理想, 进而造成供电维护成本增加。

因此, 探寻一种集联调测试、模拟现场运行环境等功能于一体的终端测试平台, 对提高终端检测水平、提升终端现场运行质量、节约运维成本有重要作用。

1 终端测试原理

通过对国内外4种终端的检测系统及实现原理进行研究发现, 当前国内外终端测试平台实现的原理主要有以下两种:测试平台由测试主站、测试台体、I/O模块组成, 可通过模拟表对终端进行规约一致性验证, 但台体无法挂真实表, 不能对现实的终端与表计进行匹配性测试;测试平台由测试主站、测试台体、I/O模块组成, 可通过模拟表对终端进行规约一致性验证, 此处台体还可通过挂接真实表对现实的终端与表计进行匹配性测试, 但测试主站与正式环境差距太大, 无法确认在接入正式运行主站后的实际数据采集情况和存在问题。

基于以上两种方案的测试流程以及测试内容, 通过集成已有系统, 依据在用规约, 按照终端相关检验和测试标准, 实现终端综合检测。

2 测试平台功能需求

测试平台通过与台体软硬件集成, 把现有的功能性测试集成在测试平台上, 由测试平台作为主控平台, 完成计量质检部门的抽检任务, 平台支持各种抽检报告的自动生成。另一方面, 测试平台模拟主站召测功能, 以及模拟现场终端的测试环境, 集成实际运行的主站值与模拟值进行对比, 发现终端问题所在。

2.1 需求目标

(1) 构建测试平台实验室测试基础模型, 支持对规约库进行扩展;支持对终端升级造成的影响进行测试;支持制定客户化测试项目, 对现场场景进行高度模拟。

(2) 搭建计量自动化主站数据监听服务器, 为模拟场景引入现实主站数据作基础[2]。

(3) 完成批量终端功能测试, 能对终端本身进行规约一致性检定, 具体体现在各终端测试项目的执行上。

(4) 模拟主站表码抄读与终端参数抄读功能, 完成当前最新规约的指令帧组装与解析的研究。

(5) 对主站、台体、平台数据进行展现, 提供人为判断方式, 建立原始测试数据库。

(6) 以自定义测试项目的方式, 建立初步的现场模拟功能。

2.2 业务流程需求

(1) 实验室终端功能测试:终端物理连接完毕, 录入终端信息到系统中;读取终端初始参数并保存, 设置终端测试参数;进行相关测试方案的测试;测试结果保存, 并恢复终端参数至初始值。

(2) 报告自动生成:通过多条件查询获取数据;以WORD或EXCEL的格式生成报告。

(3) 现场终端场景模拟:归纳总结测试项目元指令;编排元指令以测试项目展现;执行测试项目。

2.3 非业务性需求

非业务性需求主要有服务器资源申请及相关端口开放、平台开放相应的操作权限功能, 能够对单位信息、角色信息、角色功能、个人信息、系统基础信息等进行维护。

3 测试平台的实现

3.1 应用设计

测试平台可对各种表计、终端进行测试, 其硬件主要由电源调节器、电表平台、终端平台、主站模拟器组成。系统主要功能是模拟人工操作, 即通过计算机模拟人工下发测试命令给终端设备, 观察终端设备的反应, 或者改变设备的运行环境以观察设备的具体表现。平台物理连接如图1所示。

测试平台系统的软件结构如图2所示。平台数据库用于存储本系统产生的设备台帐数据、测试等数据, 独立于正式主站系统;报文传输处理用来实现平台和设备之间的通信, 以及数据的处理和存储;基于SOA架构的数据及服务集成即实现该系统与营配数据中心、计量主站系统的数据和服务的集成。

3.2 应用功能

3.2.1 设备测试用例管理

根据被测设备要求的技术规范及通信协议, 模拟测试场景, 制定测试用例。用户通过该系统实现对测试用例的增加、删除、修改、查询管理。

3.2.2 测试方案配置管理

通过对测试设备设定一定测试用例、测试用例执行策略等条件, 制定具体的测试方案, 用户能通过平台实现测试方案的配置管理, 如增加、删除、修改、查询等操作。

3.2.3 测试计划管理

通过对测试设备设定一定测试方案、测试时间、检验员等条件, 制定具体的测试计划, 用户能通过平台实现测试计划的配置管理, 如增加、删除、修改、查询等操作。

3.2.4 终端设备数据读取

现场终端设备涵盖了厂站采集终端、负荷控制终端、配变监测终端、低压集抄四大部分, 按照定制的测试计划对设备进行全方面的测试, 实现终端数据的读取。系统先读取终端的相关参数, 然后按测试要求更改终端参数, 在测试完成后, 需要把测试前抄收的终端参数写回终端。

3.2.5 测试分析

(1) 生成测试报告。被测设备根据环境的改变, 做出正确的响应, 计算机则主动捕捉或查询被测设备的状态改变, 依据测试用例的期望结果, 对被测设备的反应做判定, 检查是否符合功能需求。待所有用例测试完成后, 计算机自动生成测试报告, 将测试报告上传到第三方平台。

(2) 分析结果对比。测试平台一方面通过计量自动化主站抄读终端所采集的数据, 另一方面通过实验室自动化测试系统直接读取表计等设备的数据, 将两种方式获取到的数据结果进行对比分析, 确认被测设备是否正常工作[3]。

3.2.6 数据同步共享

将测试计量终端台帐信息、模拟测试数据通过营配数据中心共享, 营销系统、计量自动化系统能够查询记录终端测试情况, 保证安装的计量终端已经通过测试。

3.2.7 基本资料管理

主要实现设备表计、计量终端台帐录入、查询、维护及报文规范的录入、查询、维护等功能。

4 测试及结论

依据公司各类型终端通信规约以及计量终端相关验收标准, 在规定测试条件、测试内容、测试方法以及测试要求的情况下对该平台进行验证, 对终端在功能、性能两方面进行试验, 均符合相关要求, 符合率达到100%。

参考文献

[1]王周红.电力负荷管理终端的检测[J].浙江电力, 2012, 4:68-80.

[2]张胜.电能计量终端的远程实时监视[J].电力系统自动化, 2006, (22)

[3]DL/T 645-2007, 多功能电能表通信协议[S].北京:中国电力出版社, 2008

多终端测试平台 篇2

关键词：远程教育,协同技术,云黑板

●引言

当前的远程教育系统,无法充分发挥教室内传统教学实时交互交流的优势。虽然能为用户提供一定的协作交互环境,但都是按照系统预先设置好的步骤进行,缺少灵活性。当需要实时沟通时,基本上是通过视频、语音和文字的方式进行交流,可许多沟通是需要通过一种类似传统课堂的黑板媒介来实时交互进行的,这一点在现有的远程教学系统中却很难实现。

因此,笔者结合当前的云教育平台,研究了一种基于移动终端的支持自主移动学习的“云黑板”教学平台,它具有支持模拟黑板协同交流、支持移动WEB跨平台和支持多用户在线实时参与的特点,能为远程用户提供实时交流,更能激发学生的学习兴趣和学习动力,体现学生学习的能动性和自主性。

●支持移动自主学习的云黑板模式

现代远程教育由教师、网络和学生三个关键要素组成。传统的网络教育是教师在线直播,学生连接网络接受授课的在线教育模式。然而直播并不能真正体现远程教育对实时性的需求,即使学生能够在线提问、在线留言。笔者提出的云黑板教学模式,不仅会有基本的多用户语言交流,更能支持师生在云黑板平台实现模拟黑板的操作,即教师在授课的同时,可以在云黑板上作图,学生可以实时参与从而协同绘制,最终实现实时“你见即我见”的效果。云服务资源服务器的支持,以及云黑板移动终端客户端的适配让远程教育用户有了多样化、个性化的选择。对移动设备的支持,可以最大程度地减少教师开课以及学生上课时受到的时空限制;学生可以实时参与多种课程的学习,为自己制订学习计划,充分体现云黑板系统对多样化、个性化需求的满足。这样,移动终端多用户协同交流云黑板,真正做到了适应任何人在任何时间、任何地点,选择任何内容进行学习,真正让使用对象脱离计算机屏幕的约束,给参与者提供了一种舒适休闲状态的学习启发空间,提供了便利的随时随地参与学习的自主移动学习途径。

作为为移动终端客户端提供云黑板的后台支持,服务器端运行云黑板支持系统还需要建立相应的远程教学资源库。移动终端主要提供云黑板客户端模块,如下页图1所示,需要解决的关键技术有浏览器矢量图形绘制与编辑、矢量图形对象并发控制,同时需要解决基于服务器推送的协同设计功能。

●关键技术

1.系统架构

移动终端以安卓为例。图2是云黑板系统的技术架构,从图中可以看出这是一个混合应用的设计方式,移动WEB客户端被一个原生应用承载。混合型的云黑板系统移动客户端不仅保留了一定的可移植性,还保证了类似原生应用的体验。移动终端客户端主要分为基本矢量图形接口、各功能模块实现层、用户接口调用层三层。底层基本矢量图形的接口函数,提供绘制矢量图形的上层调用,这一层是整个矢量图形的核心层。功能模块实现层能实现网页矢量绘制平台的大部分功能。在该层调用底层绘图函数实现动态绘制、图形数据的异步保存和协同绘制。最上层是矢量图形显示及用户接口层,它为用户提供绘制基本矢量图形、选择矢量图形、编辑矢量图形的工具,以及用户当前操作的图形显示和操作状态显示。

2.关键技术

(1)移动终端的多用户协同技术

在大多数情况下,协同设计架构主要是C/S(Client/Server)结构,服务器能够实时向客户端推送更新的消息,而不需要客户端向服务器请求。云黑板客户端为了保持自身的优点,采用了混合模式APP,其核心是移动WEB。且在移动WEB的B/S(Browser/Server)结构中,移动WEB客户端需要获得服务器上更新的信息,必须通过请求响应模式,这种模式下用户获得的数据没有实时性,而且有大量不必要的数据更新,因此会产生大量冗余数据的传输。为了解决这一问题,笔者专门研究了服务器推送的原理,实现了通过长连接技术,将服务器端更新的矢量图形推送给相应的移动WEB客户端,从而达到类似C/S结构实时推送的效果。

为了能在移动W EB客户端的B/S结构中保证前后端通信的实时性,需要建立客户端和服务器端之间的长连接。这里采用的Web Socket能更好地节省服务器资源和带宽,并达到实时通讯。为了在原生应用下实现用户登录以及聊天功能,客户端使用了socket.io,而与服务器建立了另外一条消息通道。socket.io封装了Web Socket,同时包含了其他的连接方式,如Ajax等。

矢量图形的协同数据交换过程包括矢量图形的特征基本属性信息到矢量图形协同特征数据模型交换、矢量图形协同特征数据模型的网络传输服务器数据推送、矢量图形协同特征数据模型到矢量图形的数据交换。

每一个绘制的图形将被保存到一个Model对象中,协同的基本原理是:一个客户端更新图形后,将更新后的Model通过socket.io提交到服务器,由服务器向其他客户端进行广播,再由其他客户端对数据进行显示。

(2)矢量图形绘制及冲突检测

图形的绘制包括图形对象的创建、更新、存储。所有矢量图形绘制都是基于像素的,它们是矢量图形的最基本单元。如果能在网页中创建一个最基本的像素单元,使其通过控制这些像素单元的显示来绘制矢量图形,就方便多了。基于此原理,笔者以DHTML和Java Script为开发语言,使用宽为lpx,高为lpx的Div对象作为一个像素。有了像素单元,所有标准图形将可以直接应用计算机图形学相关绘图算法实现绘图。例如,直线将可直接应用Bresenham快速画直线的算法。简单地说,就是直接在满足给定直线方程的坐标上绘制像素。据此类推,矩形可由四个直线方程表示,填充则是在一个封闭区域画满像素。

由于当前移动WEB浏览器平台纯网页模式下不存在图形绘制环境,不存在基本的图形库,因此需要从底层最基本的矢量绘制开始,构建相应的图形库,主要建立二维基本矢量图形库。基于移动WEB浏览器网页的图形绘制实现,性能好坏至关重要。它一方面与移动终端硬件以及浏览器的Render Engine紧密相关,另一方面与图形的实现算法并结合网页元素的特性来表示一些基本的矢量图形。这样能大大减少表示矢量图形的基本像素网页元素,性能优化主要做这方面的工作。这个过程可以在浏览器支持和安全允许的前提下,借用HTML5的canvas图形引擎功能,直接进行图形绘制和性能优化的实现。

在网页上,支持二维矢量图形协同绘制平台中所定义的图元的操作有矢量图形绘制、选择、修改、移动、删除等操作。假设我们定义矢量图形的操作集合OP,OP={P,S,C,M,D},其中P代表绘制,S代表选择,C代表修改,M代表移动,D代表删除。

针对网页矢量图形绘制环境下并发操作的冲突检测,设用户Ui,执行操作为OPi,该操作所作用的矢量图形记为Gi,用户Uj,执行操作为OPj,该操作所作用的特征对象记为Gj,(Gi可以等于Gj),通过以下步骤检测并发冲突:(1)如果Ui操作是绘制矢量图形Gi,OPi=P,则Uj的操作不与其他用户产生冲突,检测结束。(2)如果Ui操作是选择矢量图形Gi,OPi=S,则Uj的操作与其他用户操作不产生冲突,冲突检测结束。(3)如果Ui操作是修改矢量图形Gi,则Uj与所有与其并发的且对Gi的操作OPj且OPj不属于{P,S},产生操作冲突,冲突检测结束。(4)如果Ui操作是移动或删除矢量图形Gi,则Uj与所有与其并发的且对Gi的操作OPj且OPj不属于{P,S},产生操作冲突,冲突检测结束。

(3)多用户并发控制策略

多用户同时操作有很大可能会产生冲突,因此需要并发控制。在分布式系统、多线程系统中,并发控制是普遍需要解决的问题,它也是计算机协同系统需要解决的关键技术之一。在实时计算机协同系统中,会存在多个不同用户都需要访问的共享对象(如云黑板中的矢量图形图元等),因此系统需要对多个不同用户访问共享对象的操作进行实时响应,这样才能达到“你见即我见”的效果。由于多个不同用户同时对一个矢量图形的并发访问是不可避免的,因此会发生不可避免的冲突,并发控制策略是为保证数据的一致性而必须采取合适的策略。其主要目标是保证在对共享资源并发访问的情况下,能正确地操作共享资源。笔者主要采用对矢量图形加锁和协同感知技术,来解决和避免多用户同时操作矢图元产生的冲突。

对所绘制的矢量图形加锁是保证数据一致性的常用手段,它是对用户访问的共享对象进行加锁和解锁操作。用户在对矢量图形进行绘制、修改、删除操作之前,必须先对该矢量图形对象进行加锁,防止其他用户进行操作,从而满足用户对矢量图形对象进行操作的要求。其他用户在访问加锁以后的矢量图形对象时,如果得不到该对象的访问权限,就必须等待,直到用户释放控制此矢量图形对象的锁后,才能访问。

所谓协同感知是指群体协作环境能够在不影响其他参与者协同工作的情况下,将一个参与者的信息传递给各协作参与者,使得各协作参与者能够彼此感知到对方的状态信息。其目的是模拟现实世界的协作过程,让参与协作的人在计算机环境中了解其他人的活动,从而为自己的活动提供一个“上下文”环境,消除由空间上的分布带来的割裂感。

笔者将上述两种方法融合,应用到云黑板系统中,实现了当一个用户编辑某个对象以后,整个编辑过程将被协同,其他用户可以看到其编辑过程,但不能获得图形对象的编辑焦点,需要等待当前编辑用户完成编辑才能操作。

●系统实例

云黑板系统采用Nodejs服务器,当网络正常连接到服务器且登录成功后,可以直接选择工具箱中的内容协同作图。图3中左图即为协同作图效果图,显示了当前参与协同的用户。图3中右图为用户聊天的实现效果。用户可以随时交流,获取资源,体现移动自主学习。

●总结

云黑板系统不仅可作为远程教育教学平台,也可推广到各种教育培训机构中使用,作为企业集团培训、企业客户培训等移动终端辅助产品。终端用户可以是教育人员,也可以是企业客户以及其他类型参与人员。该系统既吸收了传统远程教育平台优点,又突出了移动终端的优势,真正做到了施教者与受教者能够不受时空限制,随时随地学习。可见,面向移动终端的云黑板系统使用范围广泛,应用前景广阔。

参考文献

[1]马丽洁.远程教育与当代信息技术的整合研究[J].成人教育,2016(1):19-22.

[2]孙立会.开放教育基本特征的变迁——兼议MOOC之本源性问题[J].远程教育杂志,2014(2):30-38.

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[6]黄经赢.基于Socket.io+Node.js+Redis构建高效即时通讯系统[J].现代计算机(专业版),2014(13):62-69.

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[8]陈岭.基于Web的实时协同编辑系统中的一致性控制[J].计算机研究与发展,2001(12):1505-1511.

多终端测试平台 篇3

·插入损耗和带内波动;

·电压驻波比;

·端口 (系统) 隔离度;

·功率容限;

· 无源互调抑制。

其中互调抑制包括无源三阶互调、无源二阶互调和无源组合互调。下面对这些指标一一探讨。

1 插入损耗和带内波动

插入损耗和带内波动是所有室分器件的基本指标之一, 测试方法比较简单。把这两个指标放在一起的原因是这两个指标通常情况下是一同测试出来的。

插入损耗是指在器件输出端接收到的功率与输入端输入功率的比值, 计算公式为Li=- 10lg (Po/Pi) , Li为插入损耗, Po为输出功率, Pi为输入功率。

带内波动R是指器件该通路在其工作频段内信号上下起伏的范围, 由工作频带内插入损耗的最大最小值相减得到, 计算公式为R=Li, max-Li, min。插入损耗和带内波动的测试方法见图1。

网络分析仪校准完毕后将仪表1 口接待测通路的输入端, 2 口接待测通路的输出端, 其余端口均接标准负载。设置仪表频率范围为该通路的频率范围, 读取参数为S12 或S21 分别测试该通路的上下行插入损耗。通过仪表的marker功能可以在插损曲线上添加标记来读取最大插损值。同时打开statistic可以读取插损曲线的峰峰值p-p, 该值即为带内波动。

2 电压驻波比

电压驻波比也可叫做驻波比, 同样也是室分器件的基本指标之一。

POI的输出口和下一级设备连接时, 由于两级设备阻抗不能完全匹配, 电磁波在通过这一端面时会发生反射, 反射波与入射波叠加之后就会形成驻波, 驻波电压峰值与谷值之比就是电压驻波比。电压驻波比与回波损耗意义相近, 只是电压驻波比是从电压角度考量的指标, 而回波损耗是从功率角度考量的指标。电压驻波比的计算公式略微复杂, 可记为RVSWR= (1 +|Г|) / (1 - |Г|) , Г 为反射系数, Г = (Z - Z0) / (Z + Z0) 其中Z为传输线阻抗, 而Z0为测试频点的阻抗。移动通信系统中传输线阻抗一般为50 Ω, 若某一频点阻抗正好为50 Ω, 则此频点阻抗完全匹配, 通过公式计算可得反射系数 Г = 0, 功率无反射, 驻波比RVSWR= 1。根据公式我们可以计算一下Z0= 0 和Z0=∞两种情况:Z0=0时, Г=1, 能量全反射;而Z0=∞时, Г=-1, 能量同样全反射。这两种情况下RVSWR=∞。上面计算的三种情况是非常重要的三种状态:完全匹配、短路和开路。

电压驻波比的测试方法如图2 所示。

网络分析仪校准完毕后将仪表1 口接待测通路的输入端, 其余端口均接标准负载。设置仪表频率范围为该通路的频率范围, 读取参数为S11, format调为SWR (驻波比) , 同样也可以通过仪表的marker功能读取曲线上的最大值。

3 端口 (系统) 隔离度

端口 (系统) 隔离度测试方法、原理和插入损耗相似, 是指在器件某一输入端口接收到的功率与另一输入端口输入功率的比值, 计算公式为Iso= P - Po。

端口 (系统) 隔离度测试方法如图3 所示。

测试方法和插入损耗相似不再赘述。需要注意的一点是, 一般隔离度指标都很高 (大于80 d B) , 而网络分析仪的默认设置状态下, 仪表底噪可能不到80 d B, 此时需要把仪表的中频带宽IF降低, 根据仪表性能调到合适值 (如1 k Hz) , 这样才能读取到正确的测试值。

4 功率容限

功率容限指标是近几年室分器件中新提出的指标, 该指标主要考察室分器件承受大功率的能力。功率容限的测试方法很多包括平均功率容限和峰值功率容限, 而平均功率容限又分为连续波测试和调制波测试。测试环境又分为常温测试和高温测试。对于生产企业来说, 严格的检测方法可以筛选出质量最好的产品, 在此, 本实验室通过大量测试数据给出一个较为严格的测试方法。

1) 环境温度:建议在50 ℃或更高的温度下进行测试, 高温环境更能模拟出线网中的实际环境也更容易造成器件内部打火等现象。

2) 波形:实际线网线路中传输的都是调制波, 所以建议使用载波测试。载波的数量越多则载波的联合峰均比越高, 测试条件越严酷;每个载波的带宽越窄, 该载波的功率谱密度就越高, 测试条件越严酷。考虑到3G和4G的调制波形带宽都很宽, 并不能提供较高的功率谱密度, 所以建议测试波形选用4 个频率连续的EDGE (增强型数据速率) 信号, 每个载波1/4 额定功率 (详见中国移动无源器件测试规范) 。

3) 测试频点:建议选择最大插损所在频点附近。

功率容限测试方法如图4所示。

信号源输出相应系统的调制波形, 经功率平台放大至要求功率并输入POI的相应待测端口。POI的输出端口接通过式功率计并接大功率负载, 加电加信号测试30 min, 通过式功率计检测系统电压驻波比的变化或者是否出现驻波告警 (门限1.5) 来判断是否有打火、烧毁等情况。

5 无源互调抑制

无源互调抑制指标是POI标准中最重要的指标, 该指标不仅包括了传统无源三阶互调的测试更是创新性的提出了无源二阶互调和无源组合互调两个新指标, 二阶互调和组合互调也可统称为系统间互调。该指标的提出提高了POI产品的准入门槛, 同时也暗示了对产品质量关注的重点所在。

互调的产生主要是因为系统的非线性造成的。当两个或两个以上不同频率的信号通过一个非线性系统时就会产生互调。以两个不同频率的信号f1和f2为例, 当f1和f2同时输入一个非线性系统时会产生互调电平, 如在|f1±f2| 处会产生二阶互调, 在2f1- f2和2f2- f1处会产生三阶互调等。一般情况下, 随着互调阶数的增高, 互调电平会越来越小。互调分为无源互调和有源互调。因为POI是无源器件, 在其内部产生的互调均为无源互调。无源互调是由于材料的非线性和金属件的接触不紧密而产生的, 因而其无法像有源互调一样通过提高系统间隔离度来降低, 这也是为什么需要测试系统间互调的重要原因。下面分类探讨无源互调的测试方法。

5.1 三阶互调

当f1和f2两个频率通过非线性系统则会产生互调电平, 而奇数阶 (如三阶、五阶、七阶) 互调频率很有可能落在本系统频段内, 从而对本系统内部的有用信号造成严重影响。随着阶数增高, 互调电平一般是降低的, 所以三阶互调一直都是无源器件关注的重点。由于三阶互调一般会落在本系统内, 单系统无源器件也是十分关注这个指标的, 所以测试方法相对成熟完善, 可直接通过购买无源三阶互调仪测试, 主流无源三阶互调仪操作也很简单。三阶互调测试方法如图5 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。

将互调仪的输出端直接接在POI待测系统的输入端口, 在POI的各输出端口均接入低互调负载, 所有连线连接时均应使用力矩扳手按照N头:10 ~ 15 N;DIN型射频同轴连接器接头:15 ~ 20 N的力矩拧紧从而保证连接可靠, 连接完毕后即可对互调进行测试。互调仪一般提供了点频、扫频等多种测试模式供选择。需要注意的是:在保证各系统隔离度没有问题的情况下, 可以仅在输出端接低互调负载、其余输入端口置空, 否则应在隔离度不够的端口加接大功率负载。

5.2 二阶互调

相比于三阶互调, 大多数生产企业和检验机构对二阶互调的概念要陌生得多。其实早在2G时代, 就有二阶互调的概念。GSM使用900 MHz/1 800 MHz双频段, 当f1、f2均在900 MHz时二阶互调电平f1+ f2有可能落在1 800 MHz造成寄生干扰, 但由于900 MHz处产生的二阶互调并不会落在1 800 MHz的使用频点, 所以二阶互调并没有开展大范围测试。但由于POI包含的通信频段众多, 二阶互调的影响就不可忽略了。某公司POI标准中列出了部分二阶互调干扰如表1 所示。

可见, 在POI系统中若二阶互调抑制无法做好, 会造成严重的系统间干扰。二阶互调的测试方法如图6 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。

两个信号源产生对应频段 (CDMA800) 的CW (连续波) 信号经功放放大后合路并输入POI的测试端口, 受干扰频段所在端口 (移动DCS/ 联通SDR) 接频谱仪, 同三阶互调一样, 所有连线均应使用力矩扳手可靠连接, 连接完毕后设置频谱仪Res BW为10 Hz或更低, trace max hold, 根据两个信号源设置的频率计算出相应二阶互调电平所在频率并在频谱仪上读取互调电平。

5.3 组合互调

组合互调和二阶互调一样都属于系统间互调, 但组合互调的组合搭配非常多, 而且互调电平产生端口有可能是输入电平所在端口, 所以测试方法不仅需要类似于二阶互调的传输法测试同样也需要像三阶互调一样的反射法测试。某公司POI标准中列出了部分组合互调干扰如表2 所示。

以联通L1.8 加移动TD-F, 受干扰频段为联通LTE2.1 的组合互调为例, 搭建的传输法测试系统如图7 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。

两个信号源产生对应频段 (联通L1.8、移动TD-F) 的CW信号经功放放大后分别输入POI的两测试输入端口, 受干扰频段所在端口 (联通WCDMA、电信LTE2.1 等) 接频谱仪, 所有连线均可靠连接, 连接完毕后设置频谱仪Res BW为10 Hz或更低, trace max hold, 读取相应频点的互调电平。

以联通L1.8 加移动TD-F, 受干扰频段为联通LTE1.8 的组合互调为例, 搭建的反射法测试系统如图8 所示 (所有连接线及器件均为低互调件, 系统残余互调小于- 170 d Bc) 。

测试方法同传输法, 但需要注意的是, 接联通LTE1.8 端口的功放中间需要串联一个双工器, 频谱仪通过双工器的另一端口读取相应的反射互调电平。

多终端测试平台 篇4

1、系统总体设计

AMD GEODE是目前功耗最低, 性价比最好的嵌入式32位X86平台, 本设计在该平台基础上增加电视输出模块扩展完成IPTV终端的硬件主体设计, CPU采用GEODE系列中的主频500MHz功耗为0.9W的LX800 (集成了CPU与北桥) , 南桥为AMD CS5536。视频输出方案为FS435。网络接口上本设计同时支持100MBps以太网卡与802.11bg无线网卡。为了提高IPTV终端的交互性能, 本设计用ALTERA FPGA EP3C10扩展出系统的第2显示模块, 该模块驱动带触摸功能的7寸800*480分辨率液晶显示器, 系统中所有交互信息均可显示在液晶屏上, 用户可以通过终端上的快捷键直接进入指定的IPTV应用模式, 并可直接在触摸屏上通过手写方式完成交互信息输入, 电视机仅做为音视频与辅助交互信息的输出窗口。终端对外提供两个独立的USB2.0接口, 内置扬声器, 麦克风, 内置3500mAh/7.4V锂电池, 结合7寸LCD触摸屏, 终端可作为一台独立的UMPC使用。由于本系统为X86架构, 可支持WinCE、Linux, WindowsXP操作系统;为提高视频播放性能, 并兼顾操作实用性, 本设计系统的操作系统采用基于LINUX 2.16.22内核的Debian 5.0设计的JENII-LINUX桌面系统。

2、基于AMD GEODE IPTV终端设计

2.1 AMD GEODE LX800简介

AMD Geode LX800属于X86架构嵌入式处理器, 超低功耗, 定位于Embedded市场。这款芯片时钟频率为500MHz, 最低功耗只有0.9W, 搭配AMD Geode CS5536南桥芯片使用, 集成了内存控制器、2D图形核心和加密引擎, 具有很高的集成度, 由于它采用的是X86架构, 所以它可以无障碍的运行Windows XP, 支持运行现有PC上的绝大部分应用程序。AMD Geode LX800主要应用于瘦客户机、机顶盒、电视机和手持设备。

2.2 IPTV终端硬件实现

2.2.1 IPTV终端系统原理框图

本设计在Geode Lx800基本架构的基础上按便携式笔记本系统与IPTV的需求对相关子模块进行完善与扩展, 对应的硬件架构如图1所示。以下从CPU核心往外围的顺序逐一阐述设计方案。

2.2.1.1 CPU

AMD Geode LX CPU按主频与功耗可分为4个规格, 分别为LX600 (366MHz/0.6W) 、LX700 (433MHz/0.8W) 、LX800 (500MHz/0.9W) 以及LX900 (600MHz/1.5W) , 考虑到系统视频播放对CPU性能的需求以及系统散热设计的需求, 本设计CPU采用500MHz/0.9W的LX800, 这样系统既可满足D1/MPEG2格式的视频流播放性能, 又可在超薄结构设计下满足系统的散热需求。

2.2.1.2内存

内存按CPU可支持的最高速率DDR1/400MHz的设计, 以提高系统的视频播放性能;综合考虑系统显存 (共享系统) 与操作系统的内存需求以及超薄结构结构对内存的限制, 本设计采用板载256MB/DDR1/400MHz内存颗粒的设计方案。

2.2.1.3显示输出

主视频输出, 通过PCI总线采用ALTERA FPGA EP3C10扩展出独立的第2显卡。在系统内存中指定一段内存作为FPGA的显示缓冲区 (DRAM Frame Buffer) , 系统与FPGA通过PCI总线完成信息交互, FPGA将相关的显示信息通过FPGA图像驱动模块显示在LCD上。FPGA图像驱动模块原理框图如图2所示。液晶显示器采用三星电子的LMS700KF01, 分辨率为800*480数字屏, 16.7M色TFT, 带触摸功能, 带LED背光。

辅助视频输出采用FS453电视编码芯片, CPU集成显卡的数字RGB信号通过FS453转换成复合视频输出, 输出制式可支持NTSC, NTSC-EIAJ, PAL-B/G/H/I PAL-M, PAL-N, PAL-60。

2.2.1.4音频输入输出接口

采用REALTEK的AC97 CODEC ALC202A实现音频编/解码功能, 音频输出一路通过耳机插座与视频信号一起组成AV信号输出到电视机, 另一路音频输出通过内置AB类音频功率放大器 (TI/TPA6011A) 推动内置扬声器;音频输入通过内置麦克风实现。

2.2.1.5网络通讯模块

网络通讯模块为100Mbps/10Mbps自适应以太网卡和54MBps无线网卡, 以太网接口方案采用REALTEK的RTL8100CL, 无线网卡采用WDI的USB接口的WG6200 80211b/g无线模块。

2.2.1.6 USB接口

提供2个USB2.0 HOST接口, 可用于USB键盘、鼠标、USB存储器等USB外部设备扩展。

2.2.1.7 KBC/EC模块 (Enbadded Controller)

KBC/EC为Keyboard and Embedded Controller的缩写, KBC/EC采用华邦 (WINBOND) 的W83L951ADG, 系统通过CS5536 (南桥) 的LPC总线与其通讯, 其中KBC为键盘控制器, 在X86平台中实现键盘鼠标输入输出功能模块, 在本设计中采用2乘4键盘矩阵实现8个八个热键输入功能。EC为嵌入式控制器的缩写, 在X86平台中所有的低层控制需要通过EC来实现, 在本设计中系统上电时序控制、LCD背光亮度控制、风扇驱动、智能电池接口、系统温度监控接口以及系统电源管理等底层控制功能都是通过W83L951ADG的CE模块来实现。采用华邦的W25X40 (SPI接口的FLASH) 作为BIOS ROM, EC将SPI接口的BIOS数据转换成LPC接口数据与系统进行通讯。

2.2.1.8系统电源管理

本设计在EC的控制下实现系统电源管理功能, EC根据系统在不同的APCI模式下 (S0、S1、S3、S4、S5) 的电源需求提供相应的电源配置, 主要分为上电时序设计与省电设计, 图3为系统电源管理框图。

2.3 BIOS

BIOS为"Basic Input Output System" (基本输入输出系统) 的缩写, BIOS功能包括BIOS中断服务程序、BIOS系统设置程序、POST上电自检程序以及BIOS系统启动自举程序。本设计BIOS采用美国GERENAL SOFTWARE公司的EMBEDDED BIOS?2000 V5.3, 本设计针对电视输出与FPGA辅助视频输出的要求对BIOS显示相关的代码进行修改, 在BIOS层面实现AMD GEODE LX800对独立双显卡输出的支持;针对UMPC对ACPI电源管理的需求对原BIOS进行ACPI功能扩充。

2.4操作系统与应用软件

为提IPTV高视频播放性能, 并兼顾UMPC功能, 本设计针对系统硬件配置情况定制开发了一套基于Debian 5.0的JENII-LINUX桌面系统。它以DEBIAN5.0为基础, 采用LINUX 2.6.22内核, 支持WIFI、IPV6、触摸屏等应用, 采用了Frame Buffer驱动技术与TVOUT技术实现了以LCD为主屏幕, 以电视为辅屏幕的双显功能。JENII-LINUX采用JENIIPLUS多功能桌面系统, 集成了如电视、电影、音乐、购物、电子书、股票等强大的功能, 该桌面系统支持触摸屏及JENII PC上的八个热键, 使用方便快捷。

3、结束语

本文将AMD嵌入式GEODE X86平台以UMPC的应用模式引入到IPTV应用上, 由于本设计将IPTV终端延伸为UMPC, 在应用上成功解决了现有IPTV中的信息交互难题--所有互动业务均可在触摸屏上直接完成, 在实际应用中终端实现了智能遥控器的功能, 这一功能使所有家庭成员都能操作IPTV成为可能, 使IPTV互动业务在易用性上进一步贴近用户。随着互联网的进一步普及, IPTV产业的稳步发展, 市场将对IPTV终端提出更高的要求, 本设计将在IPTV产业上取得交好的应用效果和广阔的市场前景。

参考文献

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[2].Advanced Micro Devices, Inc.AMD Geode-CS5536 Companion DevicePreliminary DataBook, 2005

[3].Winbond Electronics Corp.Winbond Mobile Keyboard and Embed-ded ControllerW83L951ADG, 2007

[4].Altera Corporation, Creating Low-Cost Intelligent Display Modules Withan FPGAand Embedded Processor Altera Corporation, 2008

[5].HP IntelMicrosoft Toshiba Phoenix.CorporationAdvanced Configuration and Power Interface Specification, V3.0, 2004

[6].Intel Low Pin Count (LPC) Interface Specification V1.1, 2002

多终端测试平台 篇5

随着计算机和互联网的普及应用，在实际的日常生活中，人们已经很难离开计算机和互联网，在使用的过程中，每台计算机都会安装大量的应用软件，因此软件的编写、测试、维护等已经成为了目前热门的行业。

软件公司为了提高编写软件的质量，在软件编写完成之后，都会对设计的软件进行测试，最大程度上减少软件中存在的漏洞和错误，但是考虑到软件的特殊性，真正意义上完美的软件是不存在的，越复杂的软件存在的漏洞和错误越多，软件测试的目的不是为了完全消除漏洞和错误，只是为了修复发现的漏洞。

在这种背景下，为了发现软件中更多的漏洞和错误，通常都会选择多个平台对软件进行测试，但是考虑到目前软件的测试平台有很多，在实际的选择过程中，应该根据软件的特点，针对性的选择几个测试平台，只有这样才能够发现软件中存在的更多漏洞和错误，从而保证软件的质量最大化。

1 软件测试简述

1.1 软件测试的概念

软件测试的概念是随着计算机软件的发展，而逐渐形成的一门学科，在最初的软件编写中，受到计算机性能和实际使用需要的影响，软件自身所占的空间比较小，结构也比较简单，因此并没有软件测试的理念，而且当时软件的编写语言也比较低级，通常都是采用汇编语言等，对这样语言编写的软件进行测试，也没有比较好的测试平台，随着计算机的发展，能够存储的数据越来越多，执行的任务也越来越复杂。

在这种背景下，实际的生产过程中，对软件的要求也越来越高，软件自身变得越来越复杂，现在有很多软件占用的空间已经达到了几个GB，这样复杂的软件自身会存在很多的问题。

如使用最多的windows操作系统来说，微软公司无疑拥有世界上最优秀的软件编写人才，但是这些世界顶尖人才编写出来的软件，自身还是会存在很多漏洞，因此微软每个星期都会发布一些补丁，修补系统中存在的漏洞，其他应用软件也一样，在应用软件的更新公告中，都会说明加入了一些新的功能，修补了软件上个版本中存在的漏洞。

1.2 软件测试的特点

计算机经过了几十年的发展，相关的技术已经非常完善，软件作为计算机使用过程中的重要部分，现在的计算机使用已经无法离开应用软件，尤其是随着互联网的发展，大量网络应用软件丰富了人们的日常生活，但是在实际的使用过程中，如果软件中存在一些漏洞和错误，就会严重的影响用户的使用，为了最大程度上避免这种现象，在软件编写工作完成之后，都会选择一些测试平台，对软件进行个方面功能的测试，通过深入的研究发现，为了保证软件测试的效果最大化，会根据软件自身的功能等特点，针对性的进行实际的测试，要想达到这个目的，在软件测试时，应该采用多个平台进行测试，同时还要采用多种测试方法。

因此软件测试的第一个特点就是多样化测试，然后还要进行实例测试，通过分析软件的使用环境，根据软件实际使用的特点，选择一些软件实际工作中的参数，对软件的功能进行测试。

由此可见软件测试的第二个特点，就是营造一个真实的软件工作环境，只有在这样的环境中进行测试，才能够最大程度上保证测试的准确性。

1.3 软件测试的意义

软件测试的主要目的，就是为了减少软件中存在的漏洞和错误，对于实际使用软件的用户来说，软件中漏洞和错误的减少，会在很大程度上提高用户的使用体验。

如日常使用的应用软件中，由于存在一些错误，用户在使用的过程中，经常会出现未响应或者关闭等问题，那么用户在忍受了几次之后，必然会选择相同类型的其他软件，如果是软件公司根据用户的需求分析，针对性的编写了一个软件，但是软件中存在一些漏洞和错误，那么用户在使用的过程中，会受到这些漏洞的影响，严重时甚至会影响企业的日常运行，这样会影响软件公司的印象，从而影响公司的经济效益。

由此可见软件测试工作，对于用户和软件公司来说，都有非常重要的意义，因此在目前的软件编写工作中，软件的测试是重要的一个环节，通常也是整个软件工程的最后一个环节，实际的效果表明，软件测试虽然不能完全的消除漏洞和错误，但是能够最大程度上检测出软件中存在的问题，从而提高用户的使用体验。

2 软件测试平台简述

2.1 软件测试平台的概念

软件测试平台的出现，主要是为了提高软件测试的效率，在最初的软件测试中，软件编写工作完成之后，会选择几组参数，输入到应用软件中，观察软件的运行结果，从而发现软件中存在的问题，这样的软件测试效率非常低，而且只能发现一些功能上的问题，对于软件编写中存在的逻辑漏洞和错误，只能选择其他一些针对性的方法，因此软件的测试比较复杂。

通常会分成几个步骤，对软件中的不同内容进行测试，在这种背景下，为了提高软件测试的效率，缩短软件编写的周期，人们将软件测试的所有工作，集成到一个平台下，逐渐的就形成了软件测试平台的概念，一个软件测试平台，通常会包括架构、流程、标准、机制、工具等内容，架构就是指软件中的各种语法规则和模块功能等，而流程就是对软件执行任务的流程进行测试。

在实际的测试时，通常会选择进行分步测试的方法，而机制就是指软件内部不同模块之间的联系机制，在不同机制的联系下，软件内部的模块可以实现相互调用等功能，工具就是指在软件测试的过程中，用到的各种测试工具，包括测试功能的软件等。

2.2 软件测试平台的特点

为了提高软件测试的效率，软件测试平台应该能够提供一个良好的运行环境，软件的使用与环境有很大的关系，在不同的操作系统等环境下，软件的功能会有一定的差异，如现在的很多应用软件，一些功能需要网络的支持，如果离开的互联网的支持，很多功能都无法实现，要想对这些功能进行测试，软件应该在网络的环境下运行，因此软件的运行环境对于测试工作非常重要。

其次软件测试平台还应该具有一定的隔离能力，由于现在的软件都比较复杂，而且软件功能向着集成化发展，每个软件都拥有多功能，在实际的测试过程中，需要对软件的每个功能进行测试，在对其中的一个功能进行测试时，应该将其他的功能隔离开来，防止其他模块对测试这个功能的干扰，这样才能提高测试结果的准确性，将软件的测试工作集成到一个平台之后，对软件的所有功能进行全面的测试。

在以往的软件测试中，对功能和逻辑的测试，都是分开进行，无法进行联合的测试，在软件测试平台中，就能够对软件的所有内容进行全面的测试，测试的结果更加全面，而且方便对测试出漏洞和错误进行记录和修复，能够极大的提高软件测试的效率。

2.3 常用的软件测试平台

目前市面上的软件测试平台有很多，根据实际测试需要的不同，针对性的开发了很多测试平台，如常使用的Test Center软件测试平台和PARASOFT ALM软件测试平台，Test Center是一个通用的软件测试平台，可以对不同类型的软件进行测试，该平台是针对软件测试而开发的一个平台，具有随时运行的特点。

通过这个平台的使用，可以极大的缩短软件开发的周期，提高软件开发的效率，由于面对的是所有类型的软件，因此并没有鲜明的特点，但是具有很多模块，每个模块都可以对软件的功能进行一定的测试。

相比之下，PARASOFT ALM也是一个集成化的测试平台，在软件测试的最初阶段中，PARASOFT公司就已经从事软件测试工作，并且根据软件编写语言和功能的不同，针对性的开发了很多测试工具，由于这些测试工具的效果非常好，因此被英特尔和IBM等公司广泛的采用。

在这种背景下，PARASOFT公司的测试工具，也有了非常快速的发展，今年来随着软件测试工作的需要，该公司将所有的测试工具集成到了一个平台中，这就是现在的PARASOFT ALM测试平台，这个平台从一出现，就受到了各大软件公司的重视。

3 基于多平台的计算机软件测试方法

3.1 多平台计算机软件测试的作用

虽然目前市面上额软件测试平台，很多都是一些通用的平台，但是与针对性的测试平台相比，对于具体的功能测试效果较差，通用平台虽然可以对软件的各个方面进行测试，但是测试平台在设计的过程中，不同的开发公司必然有不同的特点，对于同一个软件来说，不同的测试平台会有不同的测试效果，由此可以看出，如果使用一个测试平台对软件进行测试，虽然能够检测出一些漏洞和错误，但是检测出来的漏洞和错误数量有限，如果使用多个平台对一个软件进行测试，那么不同的平台虽然能够检测出相同的一些漏洞和错误，同时也能够检测出一些独特的漏洞等，这样不同测试平台的配合使用，能够极大的提高测试的效果，因此多平台软件测试的方法。

对于软件开发公司来说，具有非常重要的意义，尤其是在应用软件越来越复杂的今天，软件中可能存在的问题有很多，软件中不可能没有漏洞和错误，多少都会存在一些问题，在测试的过程中，只能尽量的减少软件中的错误和漏洞，而单个的软件测试平台很难满足软件测试的要求。

3.2 多平台计算机软件测试的方法

在使用多个平台对软件进行测试的过程中，需要注意的问题就是几个平台之间的协同问题，由于不同的测试平台开发公司不同，人机交互界面和使用习惯等，都会存在一定的差异，这样多个平台在对一个软件进行测试时，经常会出现一些配合上的问题，因此在实际的测试时，应该注意测试的方法，如在对软件进行测试时，应该先了解软件自身的一些特点，然后根据软件的特点来指定一个测试的方法。

首先应该测试软件的核心模块，对软件的主要功能进行测试，测试平台的选择没有具体的要求，如果有针对性的测试平台，可以优先选择，避免全部选择通用的测试平台，这样能够在一定程度上提高测试的效果，在利用一个平台测试完成后，应该立刻修复找到的漏洞和错误，然后在用这个平台继续进行测试，直到检测不到软件存在问题后，在选择另一个平台进行测试，这样重复的进行下去，直到多个平台都检测不到问题后，软件的测试工作才结束。

4 结论

随着计算机和互联网的普及应用，软件工程已经成为了非常热门的行业，在整个软件工程中，软件的测试是一个非常重要的环节，软件测试是保证软件中没有漏洞和错误的主要手段。

通过全文的研究可以知道，在计算机出现的初期，由于软件的结构比较简单，并没有形成软件测试的概念，随着软件自身的发展，为了提高软件编写的效率，缩短软件开发的周期，人们将软件测试的工具集成到一个平台上，逐渐的形成了软件测平台的概念，现在的软件开发过程中，都会使用到软件测试平台，而且通过多个平台的协同使用，最大程度上减少软件中的漏洞和错误。

参考文献

[1]曾凡晋.浅谈面向对象软件的测试[J].科技信息^,2009(1)^:101-101.

[2]于莉莉,富春岩,孟凡波.软件测试方法及用例的选择[J],佳木斯大学学报:自然科学版,2008(2):240-241+282.

[3]王志敏.基于软件功能点实施测试的方法[J].上海应用技术学院学报:自然科学版,2007(1):62-65.

多终端测试平台 篇6

本文设计一种集成化、多接口、可配置的航电网络测试平台, 支持对以AFDX网络为主干的航电网络通信测试, 同时集成了多接口功能, 可以实现对多路ARINC825总线、ARINC429总线等二级总线及航电网络系统的传感器、作动器I/O接口进行测试。通过灵活的配置和测试用例设计, 可以实现对网络不同场景、不同传输路径及数据流量的测试验证, 能够有效地完成对航电网络数据传输的测试, 保证航电系统数据传输的正确性。

1 航电网络架构及其测试分析

机载航空电子系统的发展经历了分立式、联合式、综合式和先进综合式4个阶段[1], 其系统综合化程度不断提高, 因而作为航空电子系统互联基础的总线网络也向着集中式、统一化发展。在国内外先进飞机航电系统中, 均采用了综合模块化航电技术作为其航电系统的主要架构, 提高了航电系统的综合化水平。综合模块化航电网络系统基本架构如图1所示。

图1中, 航电网络系统组成主要包括IMA核心处理平台、主干网络交换设备、航电子系统和远程数据采集器等设备, 通过主干网络进行互联。一般航电网络系统采用双冗余的架构, IMA核心处理平台、主干网络交换设备及子系统均采用多台设备以实现双冗余的架构。远程数据采集器实现二级总线及航电系统中其他的传感器、作动器数据向主干网络的接入及传输, 通过远程数据采集器实现二级总线、传感器数据向核心处理机的采集和传输, 实现核心处理机对外部作动器的输出控制[2]。

按照图1所示综合模块化航电的架构, 对航电网络的测试, 测试平台必需要作为航电网络系统的一个组成部分, 接入到航电主干交换网络中, 能够通过交换机同网络中所有的子系统及其他设备进行通信, 同时, 测试平台需要具备航电网络中二级总线、I/O接口功能, 一方面, 能够作为测试接口对航电网络中其他设备的接口进行测试, 另一方面, 可以模拟航电子系统功能实现多种类型数据的注入测试。在目前先进飞机 (A380、B787、C919) 的航电网络中, 均采用AFDX作为其主干交换网络[2,3], 针对以图1所示的综合模块化航电网络, 本文设计的多接口集成化的测试平台集成了主干的AFDX网络接口, 通过AFDX网络接口接入主干网络交换机, 二级总线集成包括机载网络有广泛应用的ARINC825总线、ARINC429总线, 外部I/O集成传感器包括温度传感器、电压采集传感器等, 作动器主要包括为地开、28 V开等信号。

2 多接口集成化测试平台设计

测试平台需要实现对航电网络所有类型通信接口的测试, 同时需要考虑对被测设备的调试、监控等功能。本文测试平台利用模块化的产品, 对其进行集成设计, 实现覆盖了多种接口功能的测试平台, 支持自动化的配置和测试用例构建, 支持模拟仿真航电网络中通信设备的仿真测试, 其总体设计如图2所示。

如图2, 测试平台通过余度AFDX网络接入航电网络核心交换机, 经过余度交换机同航电网络其他各个子系统进行数据通信连接;测试平台提供多条的ARINC825总线, 支持航电网络子系统中的多路CAN总线的接入;多路的I/O和ARINC429接收和发送接口可直接与航电网络中对应接口进行点对点连接测试;通过连接以太网交换机支持对多个航电网络子系统的网口调试功能;通过连接串口交换机支持对多个航电网络子系统模块的串口输出进行监控和显示, 并支持串口调试功能。

2.1 接口设计

根据目前航电网络的接口通信及测试需求, 本文测试平台接口设计如图3所示。

图3给出了测试平台所支持的外部接口, 其中, 配置引脚实现测试平台多个配置表的选择功能, 通过外部硬信号, 选择测试平台中对应的配置表运行测试用例, 支持不同的测试场景, 提高测试平台的灵活性。I/O接口主要用户对航电系统外部传感器、作动器信号的测试, 在输出I/O接口中, 提供了包含28 V开信号、温度信号、差分电压信号和地开信号等48路输出接口, 在输入I/O接口中, 提供了包含28 V开信号和地开信号的12路输入接口, 数据总线接口中设计了余度的ARINC664总线接口、多路的ARINC825和ARINC429总线接口。

在接口设计中, 通过设计配置引脚和多路总线、多路输入输出接口来保证测试平台的灵活性, 实际使用时, 根据需要测试的数据传输路径、接口类型、接口数量等不同测试需求, 可编制多张不同的测试配置表, 将这多张配置表存储在测试平台中, 配置引脚的每一种状态对应一个位置的测试配置表测试过程中, 通过改变配置引脚的状态, 测试平台自动选择对应的配置表, 并加载到测试平台进行测试, 提高了系统的测试效率。

2.2 基于CPCI接口的集成化测试平台设计

CPCI接口是在PCI总线基础上使用标准针孔连接器, 适用于更高可靠性应用场合[4]。测试平台集成了多种网络、总线及I/O数据接口, 采用模块化的思想, 将各种接口功能分配到不同的模块, 通过外部CPCI接口将多个模块集成在一起。通过这种设计, 一方面, 使得测试平台各接口功能相对独立而不互相影响;另一方面, 便于测试平台的维护, 在系统中某个模块或接口出现故障时, 仅需通过对该模块进行更换即可, 提高了测试平台的可靠性和可维护性。测试平台硬件设计如图4所示。

如图4所示, 基于模块化的设计思想, 测试平台由主处理模块、I/O处理模块、AFDX模块、ARINC825模块和ARINC429模块5个模块构成, 通过CPCI总线进行集成互联, 构成一个集成了多模块的测试平台硬件。主处理模块实现测试平台主处理功能, 采用商用的CPCI接口处理器模块实现, 支持Windows操作系统, 支持挂载多个CPCI从设备;AFDX模块通过FPGA实现AFDX的协议层控制, 通过以太网收发器实现AFDX物理层功能, 对外提供冗余的两路AFDX总线接口功能;ARINC825模块通过FPGA实现ARINC825总线协议的链路层控制功能, 配置多路的专用CAN收发器实现多路的ARINC825总线接口功能;ARINC429模块通过FPGA实现AR-INC429协议功能, 配置多路的ARINC429收发器实现ARINC429总线接口功能;I/O处理模块实现测试平台的离散量和模拟量采集和输出控制接口功能, 通过A/D转换实现外部模拟信号的转换, 输入至FPGA实现模拟量和离散量的采集和输出控制, 配置引脚作为外部的离散量输入, 也由I/O处理模块来进行采集。

测试平台的AFDX模块、ARINC825模块、ARINC429模块和I/O处理模块均以FPGA为核心进行设计, 各模块与主模块的通信方式采用共享双口的形式完成, 在FPGA内部实现一个内部双口DPRAM, 用于主模块和各子模块的数据交互通信, 该DPRAM通过CPCI总线向主模块开放。在FPGA内部实现对各总线的协议层控制和处理, 实现对模拟量和离散量的数据I/O采集和输出控制功能。

3 测试平台软件设计

测试平台软件运行在Windows操作系统环境的主处理模块上, 其面向航电网络测试的主要功能包括:测试的配置解析及加载、网络数据监控、网络数据流量注入、测试数据的保存和离线分析等。测试平台软件层次结构如图5所示。

如图5所示, 测试软件运行在硬件层之上, 按层次划分为系统层、驱动层、中间件层和应用层。硬件层为本文设计的基于CPCI总线的集成化测试平台, 完成各种网络总线及I/O接口的硬件功能;系统层为软件运行的操作系统, 采用Window操作系统平台;驱动层运行在操作系统之上, 提供包括AFDX模块、ARINC825模块、AR-INC429模块及I/O处理模块的驱动程序, 支持各模块的硬件初始化、配置加载、数据接收和发送、数据采集和输出控制等功能, 为上层的系统测试提供最底层的驱动功能;中间件层对驱动层各种软件接口进行统一的封装, 面向上层屏蔽底层驱动的差异, 向上层提供统一的调用和驱动接口, 简化了上层软件的设计, 避免由于底层驱动软件的修改而导致的上层软件改动, 提高了软件设计与实现的效率。应用层基于底层的驱动实现测试平台的主要功能, 包括配置管理、数据监控、数据分析和数据注入等。配置管理功能完成测试配置的解析、校验和加载, 按照约定的格式对存储在测试平台的配置表进行解析, 对配置内容进行校验, 校验正确后, 按照解析出的测试配置, 对测试所需的平台软硬件接口进行初始化并启动其工作;数据监控功能实时监控并显示测试平台接收到的所有接口消息内容, 并对其接收到的消息按照协议定义的各字段含义进行解析;数据分析功能完成测试平台监控到消息的存储和离线分析功能;数据注入功能按照设计的测试用例, 按照其时间特性向航电网络中注入测试数据, 支持按照协议定义的各个字段进行测试数据的组织。可视化界面软件是用户与测试平台的交互界面, 基于测试用例完成测试平台各种功能的显示和控制功能。

4 测试验证

搭建了图2所示的测试环境, 航电网络由两台AFDX交换机和一台具备多总线接口远程数据采集器构成, 对航电网络测试平台的接口的通信及采集等功能进行了测试验证, I/O接口的数据采集测试考虑到连接线引起的误差, 通过软件对其测量结果进行了补偿校正, 测试结果如表1所示。

表1中温度输出和差分电压输出接口测试, 在量程范围内由测试平台控制不同的输出值, 在航电网络端对输出值进行采集, 并计算测量误差, 测量结果满足应用精度要求。

本文结合目前先进飞机的航电网络架构及其接口类型, 设计了一种集成化、多接口、可动态配置的航电网络测试平台, 可实现对航电网络的接口测试、模拟仿真及系统测试功能, 通过管脚编程可动态选择不同测试配置和测试用例, 设计并实现了其硬件平台及上位机测试软件, 在对航电网络系统测试的工程实践中得到了很好的应用。

参考文献

[1]熊华钢, 周贵荣, 李峭.机载总线网络及其发展[J].航空学报, 2006, 27 (6) :1135-1144.

[2]孙欢庆.民用飞机综合航电系统技术发展研究[J].航空科学技术, 2010 (3) :6-8.

[3]赵永库, 李贞, 唐来胜.AFDX网络协议研究[J].计算机测量与控制, 2011, 19 (12) :3137-3142.