基于1553B总线的机载显示器嵌入式软件测试技术研究

2021-11-05张晓娜李晓利

数字通信世界 2021年10期

彭珲，张晓娜，张翔，李晓利

（复杂电磁环境效应国家重点实验室，河南洛阳 471003）

0 引言

传统的机载显示器嵌入式软件测试方法是一个型号研制一套专用的测试设备和配套的测试软件。当型号越来越多时，就需要越来越多的适用于不同型号的测试设备，而且不同测试设备研发由于技术继承性较弱而导致成本难以降低，同时还需要开发多套不同的测试软件。对测试人员而言，还必须花时间熟练掌握各种测试设备和测试软件，学习成本和时间成本成倍增加。

面对上述问题，国内外从事机载显示器嵌入式软件开发与测试的研究人员，一直在研究设计一套基于接口的嵌入式软件通用测试方案。本文研究了嵌入式软件测试环境通用开发平台ETest的架构，设计实现了针对1553B总线接口测试的半实物仿真测试环境。

1 嵌入式系统测试环境开发平台总体设计

为了满足嵌入式系统测试实时性要求，嵌入式系统测试环境开发平台ETest采用主流的上下位机架构，如图1所示。

图1 ETest体系架构图

测试主机上的软件主要完成测试设计、测试监控与分析等；实时处理机上的软件主要完成测试运行。ETest的主要软件包括测试设计软件、测试执行服务软件、测试执行客户端软件、设备资源管理软件以及测试辅助软件工具包等。

其设计目标主要包括：

（1）支持对测评任务的管理，可以进行图形化建模，支持仿真模型的开发、调试、编译和下载等，可以根据需要加载数据源文件，并进行测试脚本的设计和实现；

（2）提供测试运行所需的软件资源，实现仿真模型的加载和运行、测试脚本的执行、测试数据的接收和发送、测评任务的调度等；

（3）不但可以使用多种控件实时查看测试状态及被测系统收发的数据，还可以实时发送在线脚本，同时能对软件测试中产生的测试数据进行事后分析。

2 基于1553B总线的测试环境构建

2.1 基于1553B总线的机载显示器嵌入式软件测试环境

为了开展对机载显示器嵌入式软件的全面测试，需要在ETest测试主机上仿真模拟外围的各种接口设备和传感器的信息交换过程，同时利用集成在实时处理机上的各种接口卡，模拟产生这些接口设备和传感器的物理信号，并与被测件进行交互，驱动被测件内部嵌入式软件的运行。测试主机通过实时处理机控制操作这些模拟设备，发出指令到被测试的机载显示器，并接收被测机载显示器的反馈指令。

基于1553B总线的机载显示器嵌入式软件测试环境如图2所示。

图2 基于1553B总线的机载显示器嵌入式软件测试环境

在软件平台方面，ETest设计实现了通用的测试环境，主要包括测试主机和实时处理机。测试主机软件主要包括测试任务管理、仿真模型设计、数据源加载、测试脚本设计和实现等主要模块；实时处理机软件主要包括测试运行控制、测试脚本解释、实时数据处理、接口驱动等主要功能模块；测试监控软件主要实现测试监控、测试数据收集、测试结果分析、在线脚本发送等功能。

2.2 运行流程设计

测试前，进行测试任务的管理、交联环境模型的建立、数据源模型的加载、测试脚本的编写、显示面板的构建、收集数据的定制；测试中，进行测试运行控制、实时数据处理、数据收集、测试监控、在线脚本发送、测试脚本解释等；测试后，进行测试结果分析、数据回放和图形化分析。

3 基于1553B总线的机载显示器的测试实例

3.1 测试交联环境设计

测试交联环境设计就是在测试主机上利用测试设计软件建立被测设备外围交联环境，主要进行外围交联设备的仿真、接口协议和仿真通道的配置、仿真通道和物理通道的映射等。基于1553B总线的机载显示器的测试交联环境建模如图3所示。

图3 基于1553B总线的机载显示器嵌入式软件测试交联环境

3.2 协议设计

ETest提供数据协议描述语言DPD描述应用层协议。协议由字段组成，字段提供了位、字节、字符串、数组、校验等多种类型。应用层协议由接口控制文件详细描述，每一个具体项目都会制定特定的接口控制文件。

3.3 图形监控设计

图形监控设计是用来在用例执行的输入用例数据和显示测试结果数据的。监控种类常用的有按钮、开关、bull灯、文本编辑框、仪表盘、数字表、曲线图等。

3.4 脚本设计

脚本设计就是用例设计，以实现自动化测试。脚本采用Python语言编写。在脚本中直接引用协议字段，进行赋值等操作；直接用ETest提供的协议读写API，实现协议的自动组包和解包操作。脚本可进行输入输出信息的打印输出，可以打开并执行监控。

3.5 测试执行情况

完成测试准备后，在上位机上启动测试，实时处理机运行实时测试用例并向上位机反馈测试数据。本文中，共模拟了机载显示器设备的1553B、AD、DA、DI、DO、视频、电源接口等多种接口，模拟了与机载显示器设备有信息/信号交互关系的计算机、开关量、程控电源、数字视频模块、模拟视频模块、模拟量和非标设备、串口设备等多种外部设备，总共完成了14种接口协议的正常、异常、边界测试，发现被测机载显示器嵌入式软件设计缺陷3个、内存溢出缺陷2个，有效提高了被测试机载显示器的稳定性可靠性。