现代飞机模拟显控系统软件测试平台的设计分析

李勤 尹馨 王铁军

摘 要：介于飞机显控系统的重要性，在软件开发过程中，必须搭建有效的测试平台，对软件质量进行全面检测，及时发现系统漏洞并作出改进。本文将对现代飞机模拟显控系统进行概括性分析，探讨其主要功能。在此基础上，研究模拟显控系统软件测试平台的设计方案，包括总体方案设计、平台环境搭建、底层框架搭建以及主要功能模块设计等。

关键词：现代飞机；模拟显控系统；软件测试平台

中图分类号：TP311.53 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）05-0036-01

信息技术在航天航空领域中的应用十分广泛，各种专业信息软件都发挥出了重要作用。其中，显控系统是航空电子系统的核心子系统之一，提供了信息综合显示、武器控制等功能，合理的系统设计可以提高飞行员操控的便捷性。开发模拟显控系统测试平台对飞机显控系统进行仿真测试，是确保显控系统功能齐备、逻辑完整、运行可靠的关键。有必要对其开发设计进行研究，提高测试平台的实用性和通用性。

1 现代飞机模拟显控系统概述

在航空电子系统中，显控系统属于人机交互接口部分，飞行员可以利用显控系统直观的了解飞机属性，掌握飞机飞行状态，从而对其进行有效掌控。现代飞机显控系统主要由显示器、显控处理器和控制器等部分组成。其中，显控处理器负责将显示设备与机载电子设备连接起来，实现信息互联互通，接受飞机导航信息，并对其进行映射处理，向其他机载电子设备发出控制指令。

现代飞机模拟显控系统是对飞机显控系统的模拟仿真，在实验室中为航空电子系统研究提供仿真演示界面，对系统的逻辑性和主要功能模块进行分析监测，确保系统逻辑正确、功能完备。现代飞机模拟显控系统作为一种新兴的模拟仿真系统，技术综合性较高，需要应用计算机、图形处理、网络技术等多领域知识技能，搭建实用性高、具有一定通用性的软件测试平台，满足飞机显控系统的开发需要[1]。

与显控系统类似，模拟显控系统是仿真试验室的核心系统，负责连接其他虚拟设备，发挥人机交互接口的作用。模拟显控系统由一台专用计算机实现系统仿真，本身复杂度较高，因此开发难度较大。应采用分布式开发技术，将模拟显控系统按照功能模块进行划分，对各功能模块进行独立开发，并在同一平台下集成，完成开发任务，降低系统实现难度。该系统的主要功能包括数据接收、发送、数据处理、信息显示、动态控制、指令响应等[2]。

2 软件测试平台设计方案

2.1 总体设计方案

基于现代飞机模拟显控系统测试平台的功能需求，合理设计系统总体结构，确保各功能模块的有效实现。从系统运行流程来看，先由测试用例生成器自动生成测试用例，而后生成邦员并将其发布出去。测试对象邦员在接收到测试用例后，将其转发给测试模块，同时发布测试用例和测试结果。由测试用例分析邦员负责接收测试结果，并将其转发给分析模块，由分析模块进行分析，并将其存储到数据库中。由回归测试模块从数据库中读取测试用例，并由回归测试邦员发布测试用例，对其进行回归测试。

为实现上述测试流程，本次设计采用测试软件+测试用例数据库+HLA的总体设计方案。平台功能是生成、发送测试用例，分析测试结果，主要由测试软件实现，测试用例数据库用于存储测试用例和测试结果。HLA是系统底层框架，负责将各功能模块独立成联邦成员的形式，提高软件功能重用性。本次系统设计的难点就是HLA标准协议的引入，这是将测试用例管理模块抽象出来的关键。用户可以通过定义不同数据结构，区分被测试对象。测试平台实现后具有较强的可扩展性，加入新模拟设备时只需在对应FED文件中添加新的实体类即可。因此，采用上述设计方案可以满足测试平台的实用性、通用性要求。

2.2 平台开发环境

由于飞机模拟显控系统测试平台加入了三维视景模块，对计算机软硬件条件有较高要求，在实际开发过程中，至少需要使用两台计算机，其中测试用例生成用计算机的最低配置要求如下：（1）CPU要使用与因特尔奔腾双核1.8G相当或性能更高的处理器；（2）内存应在2GB以上；（3）硬盘应在320G以上；（4）需要两块100M以上的以太网卡。

三维视景显示和测试对象运行用计算机的最低配置要求如下：（1）CPU要求使用因特尔酷睿2双核2.2G或性能更高的处理器；（2）内存应在2GB以上；（3）硬盘应在120G以上；（4）需要使用一块100M以上的以太网卡；（5）显卡要使用与GeForce GTX 280相当或性能更高的显卡。

在軟件环境搭建方面，应选用兼容性较好的操作系统，比如Windows XP系统或Win7系统。采用RTI1.3NG作为HLA运行支撑环境，并采用与之相对应的VC++6.0开发环境。测试用例数据库采用SQL Server 2005数据库，三维视景模块采用Vega Prime2.2开发程序。

2.3 底层框架设计

HLA仿真系统是整个系统的底层框架，以联邦作为根节点，由多个联邦成员交互构成。联邦成员代表虚拟或半虚拟仿真实体，多个联邦成员共同组成联邦，同时也可以作为一个联邦成员加入到更大的联邦中。HLA应用实例的运行流程较为简单，包括创建联邦、加入联邦、设置时间管理策略、对象类的发布或订阅、注册对象实例、进行仿真循环、退出联邦、销毁联邦。HLA是目前最优秀的分布式仿真协议之一，应用HLA协议作为底层框架，可以满足测试平台通用性要求。为进一步降低开发难度，在底层框架设计中重要采用以下几点策略：（1）对HLA协议的API函数及回调函数进行封装，预留对外接口函数，方便后续开发；（2）提供一个HLA分布式底层框架，作为分布式系统开发的基础；（3）为通用功能模块设计继承体系，方便多态选择。

2.4 主要功能模块设计

现代飞机模拟显控系统测试平台主要包含以下几个功能模块：（1）测试用例生成模块，支持自动或手动用例生成，用户可以在操作界面上进行选择，若选择手动生成，需要手动控制将测试用例发送给用例生成邦员，若选择自动生成，自由自动编辑器进行转发和生成；（2）测试对象模块，负责测试用例转发，实现被测对象与测试平台的多层通信。由于系统本身复杂性较高，不应该再增加除HLA以外的协议，直接将测试对象模块作为通信接口，以管道通信方式进行用例转发；（3）测试用例分析模块，其本质也是一个联邦成员，具有调阅测试结果的功能，并将其记录在数据库中，用于回归测试使用。该过程主要采用ADO技术实现数据库访问操作，可以节省更多资源，保证访问速度；（4）回归测试模块，读取数据库中的测试用例并发布。

3 结语

综上所述，本次飞机模拟显控系统测试平台设计采用测试软件+测试用例数据库+HLA的设计方案，可以满足测试系统功能需求，保证测试平台的实用性及通用性。本次设计采用基于需求分析的设计方法，在软硬件环境搭建上可以满足系统的运行需求，系统逻辑清晰、功能完备，可以满足实际应用需求。

参考文献

[1] 刘洋，陈雪峰，韩泉泉.飞机飞行控制系统通用测试平台设计和实现[J].电子设计工程，2016，24（24）：5-8.

[2] 杨卫风.现代飞机模拟显控系统软件开发[D].南昌航空大学，2011.