通用航天器自动化测试软件架构

于澎 李乃海 尹卿

摘要

我国航天事业在飞速发展，航天器技术的进步对地面自动化测试设备的要求不断提高，自动化测试软件平台该如何更新是摆在我们面前的问题，本文就这一问题，展开了一系列研究工作，结合从事自动化测试软件平台研究的经验，得出自动化软件平台易于编程、高系统兼容性、高效流程管理的发展发展，并提出了通用航天器自动化测试软件体系结构。

【关键词】航天器 自动化测试软件

随着航天器研制水平的提高，航天器在研数量增多，研制周期缩短，对研制过程中的航天器性能测试质量和效率要求逐渐提高。传统的测试模式，不仅需要大量的测试人员，还需要大量的测试时间，这不利于测试过程整体效率的提高，因此，通用高效的自动化测试系统成为了提高测试效率、节省测试时间和人力资源的关键。

本文主要针对国内外自动化软件平台的进行调研，介绍国内外自动化测试软件的最新发展、技术特点和发展趋势，并在此基础上提出通用航天器测试软件体系架构。

1 国内外自动化测试软件平台发展现状

近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的发展速度，行业本身对自动化测试软件平台的性能要求逐渐提高，国外公司提出了多种自动化测试软件平台以满足用户需求，图形化、流程化界面，高性能的编程过程使这些自动化测試软件得到了广泛的应用。国内公司和科研院所通过在国外公司产品基础上开发及自主研发正在快速地研制国产的自动化测试软件平台，发展势头迅猛。

通用自动化测试软件平台设计的目标是为测试系统的开发、管理与执行提供了一个灵活而强大的框架。作为测试管理软件，可以很方便集成各独立的测试模块到同一个测试框架。通过这一易于集成的特点，开发人员可以专注于测试程序的开发，而不是花太多时间在构建测试系统所需的测试框架。对于任何一项需要加速开发、代码复用、性能改进和自动化的测试，通用自动测试软件平台均可满足需求，并为测试系统的开发和管理提供了一个现成的且可完全自定制的环境。

国外通用测试软件平台一般架构的中心组件是一个执行引擎，它提供一个开放API接口以方便与其他应用的通信。序列编辑器和操作者界面利用API访问引擎。从功能角度更具体一点说，测试软件能够集成测试代码并安排执行顺序以支持循环与复杂决策。同时为保证通用性，测试软件将通用测试执行任务（如报告生成）与专用测试任务（如执行某项测试）相分离。

用于仪表优化控制的图形语言，可以便于测试工程师进行测试序列开发。用户只需将对象从相应的菜单中挑选出来，然后用鼠标将代表对象的图标按流程连接起来，就可以产生程序，不必使用键盘，而程序也只是一张数据流程图，比传统的代码方式更便于使用和理解。用户不必有丰富的编程知识，只需了解测试的目标和顺序，然后用线把它们连接起来，程序就可完成。

同时为保证对仪器设备的通用性支持要求，软件需提供灵活的仪器控制接口，包括GPIB，RS-232，GPIO等接口仪器的I/O控制。好的自动化测试软件平台能够节省80%以上的程序开发时间，其运行速度却几乎不受影响，体现出了极高的效率。

2 自动化测试软件架构研究

通过上一章的调研可以看出，自动化测试软件平台由四部分组成：

（1）工作设备及设备控制器;

（2）系统服务和驱动软件;

（3）测试开发软件;

（4）测试管理软件。

这四部分共同组成了自动化测试软件平台：测试管理软件对整个测试流程进行管理，使测试流程按照测试序列有序进行，并处理测试流程中出现的问题;测试开发软件根据用户需求设计测试方案，编写测试序列，为实际项目的测试提供有效途径;系统服务和驱动软件确保在测试流程进行中的测试设备正常运行，并处理设备出现的问题。这四部分协同工作以完成自动化测试任务。测试程序开发工具的优劣明显影响测试程序开发的效率和质量。

通用航天器自动化测试软件设计的重点是测试软件的通用性、仪器设备的可互换性、测试用例的可移植性，应采用模块化结构设计、提供友好的用户界面，便于测试用户进行维护与操作，必须具备以下5个特征：

（1）开发速度快：具有测试程序快速开发能力;

（2）二次开发能力强：开发工具采用先进的构架，通过公开丰富的接口允许用户进行二次开发并扩充开发工具的功能;

（3）通用化/标准化：开发工具在数据层和仪器控制层遵循国内外标准和行业规范;

（4）使用门槛低：容易使用，降低用户的学习曲线;

（5）开发应用合一：用于解决开发、应用分离造成的商业秘密和国家秘密无法得到保证的问题。

直观化的显示界面、流程化的编程界面能够使测试工程师集中精力进行测试方案本身的测试流程设计，大大提高工作效率;多平台兼容性工作能够提高测试软件工作情况下与其他单位研制的产品的协同工作性能避免由于系统兼容性导致的重复工作;健全的流程管理能够保证自动化测试软件顺利工作。因此未来的适应多型号航天器测试的自动化测试软件需要向着易于操作的用户界面、多平台兼容工作、健全流程管理的方向来设计和开发。

3 结束语

我国航天事业在飞速发展，航天器技术的进步对地面自动化测试设备的要求不断提高，自动化测试软件在整个测试系统的工作过程中起着重要的作用。自动化测试软件平台性能是否足够优化、功能是否强大对航天器综合测试过程有着直接的影响。因此，在航天器研制的论证过程中，需要对自动化测试软件平台进行提前设计优化，使自动化测试平台向着易于编程、高系统兼容性、高效流程管理方向发展，使测试过程顺利进行，有效保证航天器研制任务周期。

参考文献

[1]张毅刚，彭喜元，姜守达等.自动测试系统[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.

[2]宋斌，方葛丰，刘毅.自动测试系统软件平台TestCenter体系结构设计与分析[J].测控技术，2013.