ETC设备测试平台研究

设备组成

Etest_CPS系统主要由硬件和软件组成。 硬件部分由PCI机箱、PCI控制器和各种PCI接口板组成。 软件部分由测试设计软件模块、测试执行服务软件模块、测试执行客户端软件模块、设备资源管理软件模块、曲线数据生成、CRC插件生成与诊断、测试数据记录与查看等主要软件模块组成、应用协议生成工具、应用协议模板管理、测试报告生成等系列工具。

各模块主要功能 （一）硬件部分

Etest硬件部分采用标准机柜形式，上位机采用PCI工控机，各种接口板采用PCI总线接口板。 主要硬件部分指标如下：

① 底盘

标准19" 4U高台式机机箱

支持PCI板卡，10个插槽

特别设计的通风槽，带有直流风扇和直列式风管

机箱底部四个80×80×25（mm）12V风扇

②控制器

芯片组：Intel GM45 + ICH9M

内存：8GB DDR III 1066MHz，用户可自行扩展。

硬盘：500GB 用户可移动更换

③ARINC429模块

支持通道配置：2个发送和接收通道

支持100K/50K/48K/12.5KBPS和用户自定义波特率

支持FIFO和Schedule两种发送模式

支持SDI和Label接收过滤模式

支持时间戳

支持中断、外部触发

④1553B模块

完全符合 MIL-STD-1553B 协议

双通道和BC、RT、BM多功能

支持1M/2M/4Mbps和用户自定义波特率

每个通道都是双冗余 A 和 B 通道

帧间隔和消息间隔时间可由软件设置

支持时间戳，分辨率1μs

支持自检、错误注入

支持中断，支持外部触发

⑤ RS232/422/485串口模块

通讯协议：异步RS232/422/485可软件设置

通道数：RS232/422/485 8通道

波特率，根据用户需求定制，最大8M

数据位长、停止位、校验位可由软件设置

两种数据接收方式：协议接收和透传接收

接收协议时如何测试etc，可以设置接收帧头

透传接收时，可以设置filter

提供FIFO空满中断标志

接收FIFO：共32M RAM空间

发送FIFO：每通道2Kbyte发送FIFO

支持中断、外部触发

⑥ CAN模块

兼容CAN2.0A和CAN2.0B协议，支持标准帧和扩展帧；

通道数：4

支持双向传输，CAN发送，CAN接收

支持时标，精度1μs

DC2500V电气隔离保护

支持数据帧、远程帧格式；

CAN控制器波特率在5Kbps-1Mbps之间可选，可配置；

⑦ 广告模块

64 个单端/32 个差分输入

单通道采样率高达 1MSPS

输入范围可选±100V/±40V/±10V

ADC分辨率：16bit

可编程范围文件

32KByte/通道 FIFO

外部触发功能

⑧DA模块

64通道输出

DAC分辨率：16bit

输出电压：±10V

输出精度：0.2%FSR

输出阻抗：10Ω

最大驱动电流：10mA/通道

⑨ 光隔离离散量I/O模块

64 通道光电隔离离散输入/输出

每通道光隔离

开关量支持28V/OPEN、GND/OPEN

支持宽输入电压范围-60V～+60V

支持最大开关电压±60V

支持自恢复断路器保护电流

(2) 测试设计软件模块

测试设计软件模块对被测系统及其对外接口进行建模，编辑分析协议，创建测试监控，建立硬件规划，创建和管理测试用例，确定准备测试的接口设备数量。 其主要功能包括：

² 管理测试方案。 对测试方案的操作包括：新建方案、打开方案、保存方案。

✧ 每个测试计划可以包含一个或多个测试项目。 多个测试项的存在使得每个测试计划可以完成多个测试项的设计，便于进行多个配置项对系统的集成测试。

✧ 测试项具有新建、重命名、删除、查看属性等操作。

² 以图形方式描述被测系统、外围系统及被测系统对外接口，包括接口数量和类型，包括RS422、1553B、CAN、AD、DA、DI、DO、CT、Freq-CT 、TCP等类型； 可以设置接口参数。

✧ 创建接口协议，使用协议描述语言描述协议，包括包头、包尾、校验和等，描述每个字段类型和编码方式，以及分支、循环等结构。

✧ 为满足各种数据通信的需要，协议字段有丰富的类型，包括：整型（无符号和有符号，8位/16位/32位/自定义长度）、浮点型、布尔型、条件语句类型、分支语句类型、计算字段、校验字段、数组字段。

✧ 创建测试监控，描述实时数据监控的监控内容和显示形式，设置告警条件。

✧ 用户可以在测试监控模块中添加测试监控，在监控面板上添加数据监控仪表，通过不同类型的监控仪表按照一定的公式计算结果绑定协议字段或字段，使监控仪表的指针或值可以在运行过程中使用测试的变化直观地展示测试通信过程中数据的变化。

✧ 测试监控工具栏管理所有的测试监控工具，包括数显仪表、圆盘仪表、图表、枚举类型等，选择合适的监控工具拖拽到监控面板合适的位置即可将监控工具添加到监控中控制板。 用鼠标拖动监控仪器的边缘可以调整其大小。

✧ 打开“属性”标签页，可以修改测试仪的属性。 最重要的属性是“protocol segment”属性，它表示监控仪器的数据来源。

✧ 通过“协议段”属性右侧的展开按钮，可以打开“绑定数据协议”对话框，显示当前工程中仿真模型中的所有协议和协议段。

✧ 测试仪器的数据源可以是一个协议域，也可以是多个协议域组成的公式。

✧ 在“绑定数据协议”对话框下方的输入框中，输入协议字段或协议字段组成的公式。 双击需要的字段名，将字段名添加到自定义公式的光标位置。

✧ 创建测试硬件计划，确定测试使用的接口板设备，以及接口板设备对应的资源。

✧ 创建测试用例，提供测试用例的管理方法，包括分组、删除、重命名等。

✧ 创建测试用例的内容，包括使用测试脚本描述测试过程，包括变量定义、条件语句、循环语句、输出语句、数学运算、函数定义等。

² 提供测试脚本扩展接口，可实现与DUT的数据交互和数据自动分析，将码流分析成有意义的用户数据。

✧ 提供时序控制方法，可以按照一定的时序执行指定的操作。

✧ 提供运行环境设置方法，在测试运行时设置仿真模型服务器、数据中心服务器、测试执行服务器和客户端的IP地址和端口号。

✧ 提供配置标准输入输出监控功能，确定标准输入输出监控的类别配置。

✧ 提供测试脚本执行方式，可以运行用户选择的测试脚本； 用户可以选择终止脚本运行。

² 能够查看输出和错误消息。

(3) 测试执行服务软件模块

测试执行软件模块是自动化测试执行软件的主体部分，配合客户端软件驱动测试数据，执行自动化测试。 主要实现以下功能：

 提供进程调度服务在后台运行程序，借助进程调度代理如何测试etc，根据测试设计软件的设计，启动PCI控制器上的测试执行、client、server等进程，并协调每个软件的运行都是通过进程调度服务逻辑实现的。

✧ 提供仿真模型服务器的后台运行程序，通过仿真模型服务器对测试设计建立的仿真模型进行分析，实现测试执行过程中收发数据的仿真分析服务。

✧ 提供数据中心服务器后台运行程序。 测试用例执行过程中，数据中心服务器集中处理通道的收发，保证数据监控的分布式实现。

✧ 提供用例服务器后台运行程序，分析处理测试设计中编写的测试用例的执行过程。

✧ 提供标准的输入输出监控窗口程序，可以显示仿真模型服务器、数据中心服务器、客户端进程和用例服务器运行过程中的调试信息。

✧ 分析测试脚本中的变量定义、条件语句、循环语句、输出语句、数学运算、函数定义等语句，并进行相应的操作。

✧ 解析测试脚本扩展接口，实现对被测系统的数据收发和数据分析。

✧ 分析测试脚本，并根据时序控制要求进行操作。

✧ 将测试数据注入包发送给客户端软件； 接收客户端软件发送的测试数据输出包。

✧ 根据用户要求立即停止测试用例的执行。

✧ 记录并显示测试用例的执行结果。

(4) 测试执行客户端进程及数据监控模块

测试执行客户端进程，数据监控模块运行在PCI控制器上。 主要实现以下功能：

✧ 提供设备驱动功能，实现1553B、CAN、RS422、RS232、AD/DA/DI/DO等接口板的驱动能力。

² 测试执行客户端软件和测试执行软件都运行在PCI控制器中，并采用内存机制进行数据交换。

² 使用测试设计软件中配置的通信参数与DUT进行通信。

✧ 提供便捷的硬件板卡扩展方式，方便集成新的硬件板卡。

✧ 接收测试执行软件发送的测试数据注入包，转换数据格式，通过通讯板发送给DUT。

✧ 接收DUT发送的测试数据输出包，转发给测试执行软件。

✧ 登录测试服务软件后，将显示测试设计软件设计的所有测试监控界面，可选择一个或多个测试监控面板进行测试监控。

✧ 运行指定的测试监控，在测试执行过程中实时显示指定的测试数据，提供数字仪表、仪表盘、枚举项、图表等数据监控方式。

✧ 测试执行过程中实时显示测试数据；

✧ 测试数据可以解析后的协议数据格式显示，也可以二进制、八进制、十六进制显示。

✧ 可以设置数据过滤条件，实现在界面上显示特定数据的功能。

✧ 可设置数据报警条件，当出现某些特征数据时，软件将符合报警条件的数据以醒目的形式显示出来。

✧ 可以进行数据查询，可以查询某个时间段的报文，也可以查询某个协议域的数据。

✧ 可以对指定的数据进行统计，也可以查看数据曲线。

(5) 设备资源管理软件模块

设备资源管理软件模块提供系统支持的测试设备和通道的管理功能，为系统设备扩展提供接口。 主要实现以下功能：

✧ 添加和删除系统设备。

✧ 修改系统设备数量。

✧ 添加和删除设备中包含的频道。

✧ 修改设备包含的通道数和通道类型。

✧ 将设备信息保存到设备资源文件中，在测试设计软件中使用。

(6) 辅助工具

工具软件提供了一些嵌入式系统测试常用的软件工具，主要包括以下软件模块：

✧ 曲线数据生成工具；

具有曲线数据编辑、坐标选择、曲线数据读取、曲线数据存储等功能，配合测试执行软件提供生成测试数据的手段。

² 应用协议接口调试助手；

具有应用协议解析功能的串口（RS232/422/485）调试助手，可以实现串口（RS232/422/485）接口的设置、数据收发，并自动解析到上层应用体中接收时，发送接口包时根据应用数据自动形成。

✧ 测试数据记录和查看工具；

在测试执行过程中，可以记录测试执行过程中的数据，以供测试执行后查看和分析，包括协议选择、数据过滤、告警条件设置等功能。

² 应用协议生成工具；

提供应用协议的表格编辑功能，可以设置协议的字段组成、字段类型、字段默认值。

✧ 协议模板管理工具；

将编写好的应用协议存储为协议模板，实现协议复用和模板库管理，包括添加模板、导入模板、编辑模板等功能。

 CRC插件诊断工具和CRC插件生成器

提供CRC校验算法的设计功能，可以设计自定义的CRC算法，诊断其正确性，最终在协议描述语言中形成CRC字段算法插件。

 测试报告生成工具

具有测试报告模板编辑管理，自动生成测试报告等功能。