CN103973793A - 分布式航空电子测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种分布式航空电子测试系统，包括功能应用及物理硬件资源，其中功能应用与物理资源之间还设有一分布式测试管理策略模块，该分布式测试管理策略模块为功能应用与物理硬件资源提供中间管理功能，调度及管理物理硬件资源，为功能应用提供计算、存储和通信的接口，与现有技术比较，本发明利用分布式测试系统管理策略，形成具有可扩展和可配置的通用分布式测试系统的实施方案，改进了现有航空电子系统测试系统的效率。

Description

分布式航空电子测试系统

【技术领域】

本发明涉及航空电子系统的系统集成和测试技术范畴，具体涉及分布式航空电子测试系统内的数据交换方式和装置。

【背景技术】

测试系统一向被视为是航空电子系统开发周期中的一个关键部分，目前针对各类飞机和被测(UUT)的验证都是采用不同的测试台，而这些测试台都必须依赖于特定的硬件结构和软件工具。

测试系统在保障如今规模、复杂程度和综合化程度不断提升的航空电子系统中起着至关重要的作用。随着航空电子系统复杂性的不断增加，航电功能不断延伸，测试台的规模也不断增加，现有的航电飞机的测试验证都是针对不同平台和测试对象，根据系统的接口和功能需求设计和开发不同的航电测试系统。

针对目前的航电系统发展趋势，其通信总线(即测试接口)和被测系统的硬件平台趋近统一。被测系统的功能要求从系统级需求上也基本一致，包括动态仿真功能、系统状态控制功能、系统数据记录和监控功能以及总线接口转换和激励功能。

传统的航电测试方法是基于功能需求，首先将测试系统划分成几个功能分区，然后根据功能要求和接口要求进行不同功能分区的软件设计，从而达到测试系统整体的功能要求。

这种结构带来的问题是测试系统的功能与硬件绑定，功能应用只能驻留在指定的硬件平台上，此种方式存在如下问题：

1、载荷不均衡，系统通信和数据计算和指定的硬件绑定，容易导致测试系统中的单个节点计算量增大影响系统性能的情况，如在数据转发和采集节点上如果做大量的数据计算，容易导致总线传输速度受到影响。

2、配置性和扩展性不强，在传统的测试系统设计中，系统的拓扑是在需求明确之后按照硬件结构和软件功能进行测试系统的设计和开发，所以其在功能实现后，一旦出现配置更改和功能扩充，就需要面临着重新从根据需求进行系统设计，甚至对测试系统的架构和拓扑都发生更改。这大大增加了测试系统的时间周期和经济成本。

3、测试资源的共享程度不高，测试资源包括硬件资源和软件资源，由于传统的测试系统针对不同的被测设备和被测平台，所以其软件和硬件资源很难在其它平台和设备的测试系统中应用。

传统的测试系统均存在应用范围有限、适应能力不足的缺点，测试系统目前正向通用性演变，其目的是采用通用的测试资源去满足不同测试平台和设备的需求。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种分布式航空电子测试系统，用以解决现有技术应用范围有限、适应能力不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种分布式航空电子测试系统包括功能应用及物理硬件资源，其中在功能应用与物理资源之间设有一分布式测试管理策略模块，该分布式测试管理策略模块为功能应用与物理硬件资源提供中间管理功能，调度及管理物理硬件资源，为功能应用提供计算、存储和通信的接口。

依据上述主要特征，该分布式航空电子测试系统仅包括一个终端，上述的功能应用、物理硬件资源及分布式测试管理策略模块均设置在该终端内。

依据上述主要特征，该功能应用具有多个，其之间通过数据交互功能进行数据共享。

依据上述主要特征，该分布式航空电子测试系统还在数据交互中对所有交互数据都进行时间戳管理。

依据上述主要特征，该分布式航空电子测试系统通过分布式测试管理策略模块对物理硬件资源进行调度，对不同的功能应用进行并行处理。

依据上述主要特征，该分布式航空电子测试系统包括多个终端，每个终端均具有功能应用、物理硬件资源及分布式测试管理策略模块。

依据上述主要特征，不同的终端的功能应用不同

依据上述主要特征，该分布式测试系统在不同终端之间通过远程数据调用技术实现数据处理功能在不同终端上的配置。

依据上述主要特征，该分布式测试管理策略模块内设有一调度策略和同步时间管理模块，用以解决分布式测试系统中的同步和冲突。

依据上述主要特征，该分布式测试系统的接口资源固定在某一个终端之上，并且该分布式测试管理策略模块对数据采集的方式是建立一个物理接口的配置映射，将数据采集应用自动加载到具有相应数据采集设备的终端上。

依据上述主要特征，每个终端上提供测试平台模块，此测试平台模块为开发人员提供基本的测试界面和测试接口功能，用户可以在当前终端上配置测试用例和测试程序，该测试平台模块将测试该终端下配置的测试用例和测试程序部署到不同终端下。

依据上述主要特征，该终端之间设有数据交互通信协议，实现各个终端之间的数据交互和控制。

依据上述主要特征，该分布式测试系统还设有通信接口和通信策略使用接口。

与现有技术比较，本发明利用分布式测试系统管理策略，形成具有可扩展和可配置的通用分布式测试系统的实施方案，改进了现有航空电子系统测试系统的效率。这具体体现在：减少了对测试系统重复开发的需求，实现了尽可能简化系统专有硬件结构、减少针对指定设备和平台的测试系统开发。如此通过一种技术手段的改变，实现了原有测试系统实现方式的变更。同时，利用分布式测试系统管理策略，在不增加原有测试系统物理结构和拓扑的基础上，实现了分布式测试系统的通用性和均衡性，增强了测试系统的功能，也为复杂航空电子系统的测试系统发展提供了一种经济的，可靠地设计手段。

【附图说明】

图1为实施本发明的分布式航空电子测试系统的单个终端的系统组成框架图。

图2A与图2B为典型测试系统的数据发送与接收的示意图。

图3为实施本发明的分布式航空电子测试系统的多个终端的系统组成框架图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，为实施本发明的分布式航空电子测试系统的单个终端的系统组成框架图，本发明的核心思想是利用在测试系统现有硬件平台基础上增加设备硬件与应用软件的之间的分布式测试管理策略模块，完成应用软件与硬件资源的透明化，解决现有硬件结构与软件功能捆绑，测试系统资源重用性不强的问题。其中分布式测试管理策略模块实现对平台物理接口和硬件资源的调度，为应用软件提供计算、存储和通信的接口。具体到图1所示的结构，实施本发明的分布式航空电子测试系统的单个终端在操作系统及物理硬件资源与功能应用之间设置一分布式测试管理策略模块，该分布式测试管理策略模块为功能应用与物理硬件资源提供中间管理功能。

在具体应用时，如图1所示的功能应用1、功能应用2及功能应用3可以为数据处理、数据采集及数据显示功能，此三个功能之间通过数据交互功能进行数据共享。数据交互功能的实现实在共享内存功能基础上进行封装，满足以下几部分功能：(1)在单个终端中按照数据类型和使用者进行区分，如不同的总线数据在不同的存储区域。(2)对于整个终端和系统的状态进行存储和交互，如系统维护时可以查看单个终端中的某一个接口的状态或者查看某一个终端的状态。数据交互(含数据存储)是一个分布式的形态存在的，具体实现是对计算机的共享内存技术进行了封装，增加了数据解析和远程数据交互功能。

对于时间同步管理，是在数据交互中对系统内部的所有交互数据都进行时间戳管理，即使是对同一数据，也会根据使用用户和修改时间进行管理。

对于不同功能之间的调度策略，在单个终端内部，通过分布式测试管理策略模块对物理资源进行调度，从而实现对不同的功能(如数据处理、数据采集、数据显示)进行并行处理，从而增加系统的利用效率。

如图2A与图2B所示，为典型测试系统的数据发送与接收的示意图，对于分布式系统的同一个终端，接口资源(接口板卡)，计算资源(CPU)都是共享的，在同一时刻只能有一个进程(应用)使用这些资源，所以图三种表述了三个应用在同一终端下执行时的流程，在同一时刻计算资源和接口资源只能有一个应用使用，但本专利通过将计算处理和接口处理并行执行，增加系统的使用效率。

请参阅图3所示，为实施本发明的分布式航空电子测试系统的多个终端的系统组成框架图，其中该多个终端相互连接形成一个分布式测试系统，其中每一个终端的组成结构与图1中所示的结构整体结构相同，而只是在功能应用上，不同的终端的功能应用不同，如终端1具有仿真应用模块1与仿真应用功能模块2，终端2具有监控模块1与监控模块2，终端3具有接口模块1与仿真应用模块3，每个终端均具有一分布式测试管理策略模块。

在具体实施时，该分布式测试系统在不同终端之间通过远程数据调用技术实现数据处理功能在不同终端上的配置。

另外，该分布式测试管理策略模块内设有一调度策略和同步时间管理模块(未图示)，用以解决分布式测试系统中的同步和冲突问题。例如：测试系统中一般过程为数据采集模块(未图示)从接口模块1收集到数据，之后提供给仿真应用模块(如仿真应用模块1、仿真应用模块2或仿真应用模块3)，仿真应用模块根据调度策略和同步时间管理模块的指令进行不同模式下的计算，然后将计算数据再发送给接口模块1由数据转发接口发送出去，调度策略和同步时间管理模块必须对这些功能单元进行调度策略分配和时间同步，满足测试系统的执行过程。

该分布式测试系统的接口资源是固定在某一个终端之上，如图2中终端3中接口模块1，所以分布式测试管理策略模块对数据采集的方式是建立一个物理接口的配置映射，将数据采集应用自动加载到具有相应数据采集设备的终端上。

另外，本发明还在测试系统中的每个终端上提供测试平台模块，此测试平台模块为开发人员提供基本的测试界面和测试接口功能；如：为测试开发人员提供目前测试系统中可以使用的硬件计算资源和显示资源，用户可以在当前终端上配置测试用例和测试程序。该测试平台模块将测试该终端下配置的测试用例和测试程序部署到不同终端下。

对于测试系统中的网络通信，可在原有测试系统物理总线中增加测试节点(即终端)间的数据交互通信协议，用于各个测试节点之间的数据交互和控制，如各个节点之间测试程序的部署执行以及时间同步等。

对于测试系统，依据测试系统原有的内部通信网络，可增加测试系统的通信接口和通信策略使用接口，以便系统扩充。

采用基于网络的分布式测试系统，它负责根据仿真控制指令产生系统状态，根据数据仿真中心产生测试数据，根据数据转发和采集产生和收集被测系统和平台的接口数据，根据被测系统的功能和测试验证过程实现对航空电子系统设备进行测试验证。

分布式测试系统管理策略的技术方案：在分布式测试系统中的每个节点(即终端)中，增加分布式管理中间组件，将分布式测试系统的节点的硬件与具体应用透明化，该分布式测试系统管理中间组件提供单个节点访问整个分布式测试系统测试资源的接口，也为分布式测试系统的调度策略和时间同步提供支持。

测试节点(终端)中的功能仿真应用可以完成数据仿真、数据控制、监控和记录、数据转发和采集等功能。

与现有技术比较，本发明利用分布式测试系统管理策略，形成具有可扩展和可配置的通用分布式测试系统的实施方案，改进了现有航空电子系统测试系统的效率。这具体体现在：减少了对测试系统重复开发的需求，实现了尽可能简化系统专有硬件结构、减少针对指定设备和平台的测试系统开发。如此通过一种技术手段的改变，实现了原有测试系统实现方式的变更。同时，利用分布式测试系统管理策略，在不增加原有测试系统物理结构和拓扑的基础上，实现了分布式测试系统的通用性和均衡性，增强了测试系统的功能，也为复杂航空电子系统的测试系统发展提供了一种经济的，可靠地设计手段。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种分布式航空电子测试系统，包括功能应用及物理硬件资源，其特征在于：功能应用与物理资源之间还设有一分布式测试管理策略模块，该分布式测试管理策略模块为功能应用与物理硬件资源提供中间管理功能，调度及管理物理硬件资源，为功能应用提供计算、存储和通信的接口。

2.如权利要求1所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该分布式航空电子测试系统仅包括一个终端，上述的功能应用、物理硬件资源及分布式测试管理策略模块均设置在该终端内。

3.如权利要求2所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该功能应用具有多个，其之间通过数据交互功能进行数据共享。

4.如权利要求3所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该分布式航空电子测试系统还在数据交互中对所有交互数据都进行时间戳管理。

5.如权利要求4所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该分布式航空电子测试系统通过分布式测试管理策略模块对物理硬件资源进行调度，对不同的功能应用进行并行处理。

6.如权利要求1所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该分布式航空电子测试系统包括多个终端，每个终端均具有功能应用、物理硬件资源及分布式测试管理策略模块。

7.如权利要求6所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：不同的终端的功能应用不同。

8.如权利要求7所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该分布式测试系统在不同终端之间通过远程数据调用技术实现数据处理功能在不同终端上的配置。

9.如权利要求8所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该分布式测试管理策略模块内设有一调度策略和同步时间管理模块，用以解决分布式测试系统中的同步和冲突。

10.如权利要求9所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该分布式测试系统的接口资源固定在某一个终端之上，并且该分布式测试管理策略模块对数据采集的方式是建立一个物理接口的配置映射，将数据采集应用自动加载到具有相应数据采集设备的终端上。

11.如权利要求6所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：每个终端上提供测试平台模块，此测试平台模块为开发人员提供基本的测试界面和测试接口功能，用户可以在当前终端上配置测试用例和测试程序，该测试平台模块将测试该终端下配置的测试用例和测试程序部署到不同终端下。

12.如权利要求6所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该终端之间设有数据交互通信协议，实现各个终端之间的数据交互和控制。

13.如权利要求6所述的分布式航空电子测试系统，其特征在于：该分布式测试系统还设有通信接口和通信策略使用接口。