CN104461854A - 一种舰船装备软件通用仿真测试平台及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种舰船装备软件通用仿真测试平台，该测试平台包括测试主控机，用于根据舰船装备软件的测试需求，完成仿真测试交联环境模型的构建及管理、测试用例模型的构建及管理，通过调度测试环境模型配置测试环境，通过调度测试用例控制测试执行，并对测试结果数据进行存储与分析；测试仿真机，用于接收主控机系统的控制指令，配置仿真测试环境，自动驱动测试用例执行，并对测试结果数据进行收集，适时传输到主控机系统；测试仿真机扩展单元，用于针对舰船装备软件复杂的外围交联环境，自适应扩展为多个仿真测试机。

Description

一种舰船装备软件通用仿真测试平台及其构建方法

技术领域

本发明涉及软件测试领域，具体是针对舰船装备软件的一种通用性的仿真测试平台及其构建方法。

背景技术

舰船装备软件一般为分布式的实时系统，这类软件与硬件关系非常密切，可能是嵌入式软件，也可能是非嵌入式软件，通常具有复杂的交联环境，使用常规的测试手段一般无法满足舰船装备软件的测试要求。在绝大多数场合，采用舰船装备软件系统的真实运行环境来对舰船装备软件进行测试，无论从安全性还是经济性方面考虑都是不可行的，特别是当软件的正确性很低时，尤为如此。目前国际上公认的一种有效的测试方法是对其进行仿真测试：即通过仿真平台模拟舰船装备软件的真实输入，在仿真平台下模拟舰船装备软件在各种情况下的使用，从而在软件正式投入使用之前暴露出软件的缺陷，从而提高舰船装备软件的可靠性。

对舰船装备软件实施仿真测试，需要仿真平台仿真舰船装备软件众多的激励源，支持舰船装备众多的接口、复杂的数据格式。同时对于软件测试，测试平台必须提供便捷测试用例编辑、转换、管理、测试脚本的生成，支持测试执行的并发、反馈、延迟，做到实时显示测试状态、灵活的数据收集、友好方便的测试开发以及支持多种测试类型，这些因素极大地增加了构建舰船装备软件仿真测试平台的难度。

现有的仿真测试平台中尚未有针对舰船装备软件测试的成型的产品，往往针对运行于VxWorks上嵌入式软件进行测试，不能对运行于Windows上的舰船装备软件测试；不支持舰船装备软件的TCP、UDP和组播接口；不能对测试仿真机进行扩展，以达到更加真实地仿真舰船装备软件的外围交联环境的目的。

发明内容

(一)要解决的问题

本发明所要解决的技术问题是支持舰船装备软件众多的接口、复杂的数据格式，支持嵌入式和非嵌入式的舰船装备软件测试，能够方便扩展为多个仿真测试机，真实地仿真舰船装备软件的外围交联环境，能够对舰船装备软件更加完备地测试；采用国际标准化语言对测试环境案例和测试用例进行编写，使得测试环境案例和测试用例库具有通用性。

(二)技术方案

为此，本发明提供了一种舰船装备软件通用的仿真测试平台，包括：

测试主控机，用于根据舰船装备软件的测试需求，构建测试环境模型和测试用例模型，形成标准的测试环境案例和测试用例基本库；控制仿真测试环境配置和测试用例序列执行，并对测试结果数据进行存储和分析。

测试仿真机及仿真机扩展单元，用于根据测试主控机的控制指令，配置仿真测试环境，自动驱动测试执行，并对测试过程中产生的结果数据进行收集，适时传输到测试主控机。

其中，测试主控机包括：

主控模块，用于编写测试环境案例和测试用例并存储，形成标准的测试环境案例和测试用例基本库；根据舰船装备软件的测试需求，调用测试环境配置案例，完成测试环境配置；根据舰船装备软件的功能、性能、接口、边界等测试需求，调用测试用例案例，形成测试用例执行序列，并管理和控制测试用例执行序列执行；

操作模块，与主控模块相连接，用于实现测试人员与测试实体的接口；

存储分析模块，与主控模块相连接，用于测试过程中产生的结果数据进行存储与分析。

所述主控模块包括：

测试环境建模，用于编写和存储舰船装备软件接口协议的测试环境配置案例，对测试环境配置案例进行管理；

测试用例建模，用于编写和存储舰船装备软件测试用例，对测试用例进行管理；

测试环境配置执行单元，用于控制完成仿真测试环境的配置；

测试用例执行与管理单元，调用测试用例形成测试用例执行序列，对测试用例执行序列进行管理，控制测试序列执行；

通信单元，用于完成测试主控机与测试仿真机的通信配置。

其中，仿真测试机包括：

测试环境配置，用于接收主控机的测试环境配置案例，以及测试环境配置指令，配置仿真测试环境；

测试驱动执行，用于接收主控机的测试用例执行序列，以及测试执行指令，驱动测试序列自动执行；

测试数据收集，用于根据测试用例执行序列中的测试数据收集要求，自动收集测试结果数据，并适时传输到测试主控机；

适配器单元，用于根据测试用例执行序列中舰船装备软件的接口要求，选择适配接口，利用该接口向被测舰船装备软件发送或从该接口接收数据。

所述测试仿真机扩展单元，用于针对舰船装备软件复杂的外围交联环境，进行自适应扩展为多个测试仿真机，更加真实地仿真舰船装备软件的交联环境。

本发明还提供了一种舰船装备软件通用的仿真测试平台的构建方法，包括：

步骤10：搭建测试主控机系统；

步骤20：搭建测试仿真机及测试仿真机扩展单元系统；

步骤30：搭建测试主控机与仿真测试机及仿真测试机扩展单元间的通信层；

步骤40：搭建仿真测试机及仿真测试级扩展单元与被测舰船装备软件间的适配层；

步骤50：编写仿真测试环境配置案例并存储，形成测试环境配置案例基本库；编写测试用例并存储，形成测试用例基本库；将测试环境配置案例和测试用例案例基本库界面化，以供测试时进行案例的设置与选择；

步骤60：建立配置仿真测试环境流程；

步骤70：建立控制测试执行流程；

步骤80：建立测试监视与数据收集流程；

其中，所述步骤20中测试仿真机包括Windows测试仿真机和VxWorks测试仿真机；所述步骤30中通信层包括实现TCP和UDP协议；所述步骤40中的适配层包括串口协议、以太网协议、总线协议，串口协议包括RS232、RS422、RS485，以太网协议包括TCP、UDP和组播，总线协议包括AI／AO、DI／DO。

(三)有益效果

上述技术方案有如下优点：本发明提供的测试平台能够为舰船装备软件测试快速构建一个自适应的仿真测试环境，支持舰船装备软件众多的接口、复杂的数据格式，实现对舰船装备软件进行实时、并发、非侵入式的系统测试；本发明构建标准化的测试环境案例和测试用例基本库，提高舰船装备软件测试的效率，减少测试工作量。

附图说明

图1是本发明舰船装备软件通用仿真测试平台结构示意图；

图2是实施例本发明舰船装备软件通用仿真测试平台仿真测试平台的构建方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

下面实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，为本发明实施例的舰船装备软件通用仿真测试平台仿真测试平台结构示意图，本实施例包括：测试主控机1、测试仿真机2和测试仿真机扩展单元3。

其中测试主控机1用于根据具体的舰船装备软件的测试环境接口需求，编写或调用测试环境案例；根据具体的舰船装备软件的功能需求，编写或调用测试用例案例，形成测试用例执行序列；控制测试环境配置执行，控制测试用例序列执行；

测试仿真机2用于接收测试主控机1的测试环境案例和测试用例执行序列，以及相应的控制指令，自动进行测试环境配置，自动驱动测试用例序列执行；

测试仿真机扩展单元3用于针对具体的舰船装备软件的外围交联环境需求，自适应扩展为多个仿真测试机，实施舰船装备软件多源并发测试；

本实施例的测试主控机包括主控模块11、操作模块12和存储分析模块13，其中，主控模块11用于编写和调用测试环境案例和测试用例案例，根据舰船装备软件具体的功能测试需求，形成测试用例执行序列；控制测试环境配置执行和测试用例执行序列的控制执行。主控模块包括测试环境建模111、测试用例建模112、测试环境配置执行单元113、测试用例执行与管理单元114、通信单元115。

具体地：测试环境建模111用于编写测试环境案例，仿真舰船装备软件的接口，可分串行接口、以太网接口和总线接口。其中串行接口包括RS232接口、RS422接口、RS485接口；以太网接口包括TCP、UDP和组播；总线接口包括AI／AI和DI／DO接口；

测试用例建模112用于编写测试用例案例，具体为舰船装备软件复杂的数据变量和测试执行条件建模，数据变量包括Basic类型，如int、char、short、float、double、Uint、Uchar、Ushort、ULong等，各类型所占的字节数由其类型所决定，如int占4个字节，char占1个字节，short占2个字节；Block类型，由多个不同或相同Basic类型组成的复合类型，Block类型通常为舰船装备软件中涉及的报文数据进行建模；测试执行条件包括顺序执行、并发执行、延迟执行、反馈执行和循环执行；

测试环境配置执行单元113用于将形成的测试环境案例下发到仿真测试机及扩展单元，控制测试环境配置执行；

测试用例执行与管理单元114用于调用测试用例案例基本库，形成测试用例执行序列，下发测试用例执行序列到仿真测试机及扩展单元，控制测试用例序列执行；

通信单元115用于完成测试主控机1与测试仿真机2及测试仿真机扩展单元3的通信配置，包括TCP和UDP协议配置。

操作模块12用于实现测试人员与测试实体的接口功能，具体地用于测试人员进行测试计划的安排、测试内容设定以及测试结果的查看。

存储分析模块13用于存储测试过程中产生的数据，测试人员可通过存储的数据对测试过程进行检查和分析，达到回放的效果。

测试仿真机2，为本测试平台的关键部分，用于搭建舰船装备软件的测试环境后自动驱动测试执行，功能模块具体包括测试环境配置21，测试驱动执行22、测试监视与数据收集23、适配器单元24。

具体地：测试环境配置21用于实现仿真测试接口的初始化，完成仿真测试环境配置，做好测试执行前的准备。主要完成的功能如下：

接收测试主控机的环境配置案例信息，对信息是否正确性进行检查，并对测试主控机进行反馈，反馈信息包括：环境配置信息没问题、以太网接口信息异常、RS232接口信息异常、RS422接口信息异常、RS485接口信息异常、AI／AO接口信息异常、DI／DO接口信息异常；

接收测试主控机的环境配置指令，解析收到环境配置案例信息，提取与本测试仿真机相关的环境配置信息，进行测试接口初始化，并将测试环境配置成功与否的消息进行反馈；

测试驱动执行22用于实现按测试序列执行，主要完成的功能如下：

接收测试主控机的测试用例执行序列信息，对信息是否正确性进行检查，并对测试主控机进行反馈，反馈信息包括：测试用例执行序列信息没问题，测试用例执行序列信息有错误。

接收测试主控机测试执行指令，具体的执行指令是执行测试用例步骤号、向被测的舰船装备软件的哪个接口发送哪些数据，并将执行结果进行反馈。

测试监视与数据收集23用于监视测试执行过程，并将测试产生的结果数据进行记录，适时将测试结果数据反馈给测试主控机。

适配器单元24用于自适应选择被测舰船装备软件的接口。

测试仿真机扩展单元3，用于针对被测舰船装备软件的复杂的外围交联环境，扩展为多个测试仿真机，测试仿真机根据被测软件的操作系统要求，可扩展为Windows测试仿真机和VxWorks测试仿真机两种类型。

如图2所示，为本发明实施例的舰船装备软件通用仿真测试平台的构建方法流程图，包括以下步骤：

步骤10：搭建测试主控机，包括所有的功能模块，如主控模块、操作模块、存储分析模块、通信单元；

步骤20：搭建测试仿真机及测试仿真机扩展单元，包括所有的功能模块，如测试环境配置、测试驱动执行、测试数据收集、适配层单元；测试仿真机扩展单元根据被测系统的运行环境要求可扩展为Windows仿真测试机或VxWorks仿真测试机；

步骤30：搭建测试主控机与仿真测试机及仿真测试机扩展单元间的通信层，建立测试主控级与各仿真测试机的网络连接，包括建立TCP连接和UDP连接，TCP连接用于传输各种控制指令，如环境配置指令、测试执行指令、数据收集指令；UDP连接用于传输各种数据，如环境配置案例、测试用例执行序列、测试结果数据；

步骤40：搭建仿真测试机及仿真测试级扩展单元与被测舰船装备软件间的适配层，根据测试执行序列中的接口信息选择相应的测试接口，适配接口包括串行接口如RS232、RS422、RS485，网络接口如TCP、UDP和组播，总线接口如AI／AO、DI／DO；

步骤50：编写仿真测试环境配置案例并存储，形成测试环境配置案例基本库；编写测试用例并存储，形成测试用例基本库；将测试环境配置案例和测试用例案例基本库界面化，以供测试时进行案例的设置与选择；

步骤60：建立测试环境配置流程，根据被测舰船装备软件的测试环境需求，调度测试环境配置案例，通过测试主控机和测试仿真机间的通信接口，进行测试环境配置；

步骤70：建立测试控制执行流程，根据被测舰船装备软件的功能、性能、接口、边界、强度等测试需求，调度测试用例案例，形成测试用例执行序列，通过测试主控机和测试仿真机间的通信接口，驱动仿真测试机通过适配层执行测试；

步骤80：建立测试监视与数据收集流程，对测试过程进行监视，收集测试结果数据，适时将监视结果与测试结果数据反馈到测试主控机进行存储和分析。

本发明提供的舰船装备软件通用仿真测试平台不仅能快速构建一个自适应的仿真测试环境，支持舰船装备软件众多的接口、复杂的数据格式，而且能够对舰船装备软件进行实时、多源、并发、非侵入式的系统测试。

以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种舰船装备软件通用仿真测试平台，其特征在于，包括：

测试主控机(1)，用于实现仿真测试交联环境模型的构建及管理、测试用例模型的构建及管理，控制测试环境的配置执行，控制测试执行，并对测试结果数据进行存储与分析；所述仿真测试交联环境模型的构建及管理为：根据舰船装备软件测试环境需求，编写基本的测试环境配置案例并存储，形成测试环境配置案例基本库；所述测试用例模型的构建及管理为：根据舰船装备软件功能、性能、接口、边界等测试需求，编写基本的测试用例案例并存储，形成测试用例案例基本库；所述控制测试环境的配置执行为：通过发送测试环境配置案例和测试环境配置指令，完成仿真测试环境配置；所述控制测试执行为：通过发送测试用例执行序列和测试执行指令驱动测试执行；所述测试结果数据进行存储与分析为：存储测试过程中产生的测试数据，并完成分析工作；

测试仿真机(2)，与测试主控机(1)相连接，用于接收测试主控机系统的测试环境配置案例、测试用例执行序列、控制指令，完成仿真测试环境配置、驱动测试执行和测试数据收集；其中所述测试环境配置为：根据测试主控机的环境配置指令，自动初始化接口，配置仿真测试环境；所述驱动测试执行为：根据测试主控机的测试执行指令，自动驱动测试用例序列执行；所述测试数据收集为：通过监测测试执行过程，对测试结果数据进行收集；

测试仿真机扩展单元(3)，与测试主控机(1)相连接，用于根据舰船装备软件的测试环境需求，自适应地扩展为多个测试仿真机，实现对被测舰船装备软多源并发测试。

2.根据权利要求1所述的舰船装备软件通用仿真测试平台，其特征在于，所述测试主控机(1)包括：

主控模块(11)，用于编写串口或以太网协议的测试环境配置案例，编写测试用例案例，对测试环境配置案例和测试用例案例进行管理，建立测试主控机与测试仿真机间的通信接口，并通过此接口控制测试环境的配置执行，控制测试执行；

操作模块(12)，与主控模块(11)相连接，用于实现测试人员与测试实体的接口；

存储分析模块(13)，与主控模块(11)相连接，用于测试数据的存储与分析。

所述主控模块(11)包括：

测试环境建模(111)，用于编写和存储串口和以太网口协议的测试环境配置案例，对测试环境配置案例进行管理；

测试用例建模(112)，用于编写和存储舰船装备软件测试用例案例，对测试用例案例进行管理；

测试环境配置执行单元(113)，用于调度测试环境案例基本库中的测试环境案例并发送到测试仿真机，控制仿真测试环境配置执行；

测试用例执行与管理单元(114)，用于调度测试用例案例基本库中的测试用例，形成测试用例执行序列，对测试用例执行序列进行管理，并将测试用例执行序列发送到测试仿真机，控制测试执行；

通信单元(116)，用于完成测试主控机(1)与测试仿真机(2)、测试仿真机扩展单元(3)的通信配置。

3.根据权利要求1所述的舰船装备软件通用仿真测试平台，其特征在于，所述测试仿真机(2)包括：

测试环境配置(21)，用于接收测试主控机的测试环境配置案例，以及测试环境配置指令，解析测试环境配置案例，实现仿真测试环境配置；

测试驱动执行(22)，用于接收主控机系统的测试执行序列，以及测试执行指令，解析测试执行序列，实现测试执行序列的自动驱动执行；

测试监视与数据收集(23)，用于根据测试执行序列中的测试数据收集要求，自动监视测试过程收集测试结果数据，并适时传输到测试主控机(1)；

适配器单元(24)，用于根据测试执行序列中与被测舰船装备软件的接口要求，自适应地适配接口。

4.根据权利要求1所述的舰船装备软件通用仿真测试平台，其特征在于，所述测试仿真机(2)，根据被测软件的实时性要求，可扩展为Windows测试仿真机和VxWorks测试仿真机两种类型。

5.一种舰船装备软件通用仿真测试平台的构建方法，其特征在于，包括：

步骤10：搭建测试主控机系统；

步骤20：搭建测试仿真机及测试仿真机扩展单元系统；

步骤30：搭建测试主控机与仿真测试机及仿真测试机扩展单元间的通信层；

步骤40：搭建仿真测试机及仿真测试级扩展单元与被测舰船装备软件间的适配层；

步骤50：编写仿真测试环境配置案例并存储，形成测试环境配置案例基本库；编写测试用例并存储，形成测试用例基本库；将测试环境配置案例和测试用例案例基本库界面化，以供测试时进行案例的设置与选择；

步骤60：建立配置仿真测试环境流程；

步骤70：建立控制测试执行流程；

步骤80：建立测试监视与数据收集流程；

其中，所述步骤20中测试仿真机包括Windows测试仿真机和VxWorks测试仿真机；所述步骤30中通信层包括实现TCP和UDP协议；所述步骤40中的适配层包括串口协议、以太网协议、总线协议，串口协议包括RS232、RS422、RS485，以太网协议包括TCP、UDP和组播，总线协议包括AI／AO、DI／DO。