CN105988051B - 一种子系统的单体测试装置和单体测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种子系统的单体测试装置和单体测试方法。装置包括：封装模块，用于设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为测试模块，并设置所述触发器与所述测试模块之外的脉冲生成器连接；数据输入模块，用于将所述待测试的子系统的测试数据输入到所述测试模块，并使能所述脉冲生成器以激励所述触发器触发所述待测试的子系统；数据输出模块，用于从所述测试模块获取输出数据，并基于所述输出数据确定所述待测试的子系统的功能性。

Description

一种子系统的单体测试装置和单体测试方法

技术领域

本发明涉及建模仿真技术领域，更具体地，涉及一种子系统的单体测试装置和单体测试方法。

背景技术

矩阵实验室(MATLAB)主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案

动态系统仿真(Simulink)是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。

为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI)，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。

在现有技术的Simulink应用中，针对测试模型执行合体测试。测试模型通常由多个子系统(subsystem)组成，合体测试难以准确定位故障点。

发明内容

本发明的目的是提出一种子系统的单体测试装置，从而准确定位故障点。

本发明的另一个目的是提出一种子系统的单体测试方法，从而准确定位故障点。

根据本发明实施方式的一方面，提出一种子系统的单体测试装置，包括：

封装模块，用于设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为测试模块，并设置所述触发器与所述测试模块之外的脉冲生成器连接；

数据输入模块，用于将所述待测试的子系统的测试数据输入到所述测试模块，并使能所述脉冲生成器以激励所述触发器触发所述待测试的子系统；

数据输出模块，用于从所述测试模块获取输出数据，并基于所述输出数据确定所述待测试的子系统的功能性。

优选地，数据输入模块，用于将所述待测试的子系统的测试数据存储在m文件中；运行所述m文件，以将待测试的子系统的测试信号输入到所述测试模块。

优选地，数据输出模块，用于基于所述待测试的子系统的预设逻辑与所述待测试的子系统的测试数据，确定所述待测试的子系统的标准测试结果数据；将所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据进行比较，其中：

当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据相一致时，判定所述待测试的子系统的功能性正确；当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据不一致时，判定所述待测试的子系统的功能性不正确。

优选地，还包括：

示波器模块，用于图形呈现所述待测试的子系统的测试数据和所述输出数据的相对关系。

优选地，还包括：

调整模块，用于调整所述脉冲生成器的采样周期，以调整所述待测试的子系统的测试周期。

根据本发明实施方式的一方面，提供了一种子系统的单体测试方法，包括：

设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为测试模块，并设置所述触发器与所述测试模块之外的脉冲生成器连接；

将所述待测试的子系统的测试数据输入到所述测试模块，并使能所述脉冲生成器以激励所述触发器触发所述待测试的子系统；

从所述测试模块获取输出数据，并基于所述输出数据确定所述待测试的子系统的功能性。

优选地，所述将待测试的子系统的测试信号输入到测试模块包括：

将所述待测试的子系统的测试数据存储在m文件中；

运行所述m文件，以将待测试的子系统的测试信号输入到测试模块。

优选地，所述基于输出数据确定待测试的子系统的功能性包括：

基于所述待测试的子系统的预设逻辑与所述待测试的子系统的测试数据，确定所述待测试的子系统的标准测试结果数据；

将所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据进行比较，其中：

当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据相一致时，判定所述待测试的子系统的功能性正确；当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据不一致时，判定所述待测试的子系统的功能性不正确。

优选地，该方法还包括：

将所述待测试的子系统的测试数据和所述输出数据引入到示波器；

在所述示波器中图形呈现所述待测试的子系统的测试数据和所述输出数据的相对关系。

优选地，该方法进一步包括：

调整所述脉冲生成器的采样周期，以调整所述待测试的子系统的测试周期。

从上述技术方案可以看出，设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为测试模块，并设置所述触发器与所述测试模块之外的脉冲生成器连接；将待测试的子系统的测试数据输入到测试模块，并使能脉冲生成器以激励触发器触发待测试的子系统；从测试模块获取输出数据，并基于输出数据确定待测试的子系统的功能性。由此可见，不同于现有技术中针对包含多个子系统的测试模型执行合体测试，本发明针对子系统执行单体测试，因此可以精确检测每个子系统的功能性是否正确，从而准确定位故障点。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为根据本发明实施方式的子系统的单体测试方法流程图。

图2根据本发明实施方式的子系统的单体测试示意图。

图3为根据本发明实施方式的待测子系统的逻辑结构图。

图4为图3中待测子系统的单体测试示意图。

图5为图4中示波器呈现的波形对比图。

图6为根据本发明实施方式的子系统的单体测试装置结构图。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

图1为根据本发明实施方式的子系统的单体测试方法流程图。

如图1所示，该方法包括：

步骤101：设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为测试模块，并设置触发器与测试模块之外的脉冲生成器连接。

在这里，首先从包含有多个子系统的测试模型中确定出需要被检测的单独的子系统，即为待测试的子系统。然后，设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为整体的测试模块。触发器与测试模块之外的脉冲生成器连接。当脉冲生成器被使能后，脉冲生成器发出脉冲信号，触发器接收到脉冲信号并被激励；当脉冲生成器不被使能时，触发器不被激励。当触发器被激励时，触发器发出触发信号以触发待测试的子系统；当触发器不被激励时，触发器不发出触发信号，因此待测试的子系统也不会被触发。

步骤102：将待测试的子系统的测试数据输入到测试模块，并使能脉冲生成器以激励触发器触发待测试的子系统。

在这里，基于待测试的子系统的测试需求，确定待测试的子系统的测试数据。而且，在一个实施方式中，将待测试的子系统的测试数据输入到测试模块包括：将待测试的子系统的测试数据存储在工作空间(workspace)的m文件中；运行m文件，从而将待测试的子系统的测试信号输入到测试模块。而且，使能脉冲生成器以激励触发器触发待测试的子系统。待测试的子系统被触发后，针对测试数据执行相应的逻辑处理或运算，从而获得输出数据。

步骤103：从测试模块获取输出数据，并基于输出数据确定待测试的子系统的功能性。

在这里，可以由工作空间从测试模块获取输出数据，并基于输出数据确定待测试的子系统的功能性。

在一个实施方式中，基于输出数据确定待测试的子系统的功能性包括：

基于待测试的子系统的预设逻辑与待测试的子系统的测试数据，确定待测试的子系统的标准测试结果数据；将输出数据与待测试的子系统的标准测试结果数据进行比较，其中：当输出数据与待测试的子系统的标准测试结果数据相一致时，判定待测试的子系统的功能性正确；当输出数据与待测试的子系统的标准测试结果数据不一致时，判定待测试的子系统的功能性不正确。因此，可以基于与标准测试结果数据的比较结果，确定输出数据是否符合测试标准。在这里，待测试的子系统的测试数据即为提供到待测试的子系统中的输入数据；待测试的子系统的标准测试结果数据即为待测试的子系统的理想输出数据。基于待测试的子系统的预设逻辑以及该输入数据执行逻辑运算，计算结果即为待测试的子系统的标准测试结果数据。

优选地，该方法还包括：

将待测试的子系统的测试数据和输出数据引入到示波器；在示波器中图形呈现待测试的子系统的测试数据和输出数据的相对关系。待测试的子系统的测试数据即为提供到待测试的子系统中的输入数据；待测试的子系统的测试数据即为待测试的子系统的实际输出数据。通过图形呈现待测试的子系统的输入数据和实际输出数据的相对关系，可以在示波器中直观地检测输出数据是否符合测试标准。

在一个实施方式中，该方案还包括：

调整脉冲生成器的采样周期，从而调整待测试的子系统的测试周期。当脉冲生成器的采样周期被调整后，脉冲生成器生成脉冲信号的周期获得调整，从而触发器发出触发信号的周期也获得调整，因此待测试的子系统的测试周期也相应获得调整。比如，可以将脉冲生成器的采样周期设置为10毫秒(ms)，则待测试的子系统的测试周期为10毫秒，等等。

基于图1所示流程，可以对Simulink测试模型中的每个子系统执行单体测试。当确定每个子系统的功能性都正确后，再对测试模型执行合体测试。此时，如果在合体测试中发现故障，则有可能不是测试模型的软件故障，而是测试过程中的硬件故障。

图2根据本发明实施方式的子系统的单体测试示意图。

如图2所示，测试模块包括待测试的子系统和触发器，触发器与测试模块之外的脉冲生成器连接。触发器的触发类型(trigger type)设置成任意(either)，即无论脉冲信号是上升沿还是下降沿，触发器都会被触发。可以调整脉冲生成器的采样周期，从而调整待测试的子系统的测试周期。

测试模块的输入端连接到工作空间。待测试的子系统的测试数据存储在m文件中。当m文件被运行，经由输入端将对应于待测试的子系统的测试数据输入到待测试的子系统。触发器被触发后，待测试的子系统针对测试数据执行相应的逻辑处理或运算，从而获得输出数据。测试模块的输出端连接到工作空间，将待测试的子系统的输出数据输出到工作空间中的比较器。比较器的另一路输入连接到与该待测试的子系统的测试数据相对应的标准测试结果数据。

比较器将输出数据与标准测试结果数据进行比较，其中：当输出数据与标准测试结果数据相一致时，判定待测试的子系统的功能性正确；当输出数据与待测试的子系统的标准测试结果数据不一致时，判定待测试的子系统的功能性不正确。

而且，还分别将测试数据和输出数据连接到示波器中，在示波器中图形呈现待测试的子系统的测试数据和输出数据的相对关系，从而以在示波器中直观地检测输出数据是否符合测试标准。

下面描述一个具体的待测子系统的检测过程。

图3为根据本发明实施方式的待测子系统的逻辑结构图。由图3可见，该待测子系统包括一个非(NOT)门和一个与(AND)门。AND门具有两个输入端和一个输出端。NOT门具有一个输入端和一个输出端，NOT门的输出端连接到AND门的一个输入端。即，该待测子系统具有两个输入端和一个输出端。

图4为图3中待测子系统的单体测试示意图。

由图4可见，测试模块包括待测试的子系统和触发器，触发器与测试模块之外的脉冲生成器连接。触发器的触发类型设置成任意，即无论脉冲信号是上升沿还是下降沿，触发器都会被触发。可以调整脉冲生成器的采样周期，从而调整待测试的子系统的测试周期。

测试模块具有两个输入端，分别为Test_in_1和Test_in_2。测试模块具有一个输出端，为Test_out。

Test_in_1和Test_in_2都连接到工作空间。待测试的子系统的测试数据存储在m文件中。当m文件被运行，可以经由Test_in_1和Test_in_2将对应于待测试的子系统的测试数据输入到待测试的子系统。触发器被触发后，待测试的子系统针对测试数据执行相应的逻辑处理或运算，从而获得输出数据。Test_out连接到工作空间，将待测试的子系统的输出数据输出到工作空间中的比较器。比较器的另一路输入连接到标准测试结果数据(Standard_out)。

比较器将Test_out与Standard_out进行比较，其中：当Test_out与Standard_out相一致时，判定子系统的功能性正确；当Test_out与Standard_out不一致时，判定子系统的功能性不正确。

而且，分别将Test_in_1、Test_in_2和Test_out连接到示波器中，在示波器中图形呈现待测试的子系统的测试数据和输出数据的相对关系，从而以在示波器中直观地检测输出数据是否符合测试标准。

图5为图4中示波器呈现的波形对比图。

由图5可见，当Test_in_1为低电平时，Test_in_2为低电平时，Test_out为低电平；当Test_in_1为低电平时，Test_in_2为高电平时，Test_out为低电平；当Test_in_1为高电平，Test_in_2为低电平时，Test_out为高电平；当Test_in_1为高电平时，Test_in_2为高电平时，Test_out为低电平。该波形逻辑符合该待测子系统的逻辑，因此可以认定该待测子系统符合测试标准。

基于上述分析，本发明还提出了一种子系统的单体测试装置。

图6为根据本发明实施方式的子系统的单体测试装置结构图。

如图6所示，该装置600包括：

封装模块601，用于设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为测试模块，并设置所述触发器与所述测试模块之外的脉冲生成器连接；

数据输入模块602，用于将所述待测试的子系统的测试数据输入到所述测试模块，并使能所述脉冲生成器以激励所述触发器触发所述待测试的子系统；

数据输出模块603，用于从所述测试模块获取输出数据，并基于所述输出数据确定所述待测试的子系统的功能性。

在一个实施方式中，数据输入模块602，用于将所述待测试的子系统的测试数据存储在m文件中；运行所述m文件，以将待测试的子系统的测试信号输入到所述测试模块。

在一个实施方式中，数据输出模块603，用于基于所述待测试的子系统的预设逻辑与所述待测试的子系统的测试数据，确定所述待测试的子系统的标准测试结果数据；将所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据进行比较，其中：

当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据相一致时，判定所述待测试的子系统的功能性正确；当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据不一致时，判定所述待测试的子系统的功能性不正确。

在一个实施方式中，还包括：

示波器模块604，用于图形呈现所述待测试的子系统的测试数据和所述输出数据的相对关系。

在一个实施方式中，还包括：

调整模块605，用于调整所述脉冲生成器的采样周期，以调整所述待测试的子系统的测试周期。

综上所述，设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为测试模块，并设置所述触发器与所述测试模块之外的脉冲生成器连接；将待测试的子系统的测试数据输入到测试模块，并使能脉冲生成器以激励触发器触发待测试的子系统；从测试模块获取输出数据，并基于输出数据确定待测试的子系统的功能性。由此可见，不同于现有技术中针对包含多个子系统的测试模型执行合体测试，本发明针对子系统执行单体测试，因此可以精确检测每个子系统，从而准确定位故障点。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动态系统仿真中子系统的单体测试装置，其特征在于，包括：

封装模块，用于设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为整体的测试模块，并设置所述触发器与所述测试模块之外的脉冲生成器连接，其中触发器的触发类型设置成任意；

数据输入模块，用于将所述待测试的子系统的测试数据输入到所述测试模块，并使能所述脉冲生成器以激励所述触发器触发所述待测试的子系统，其中当脉冲生成器被使能后，脉冲生成器发出脉冲信号，其中无论脉冲信号是上升沿还是下降沿，触发器接收到脉冲信号并被激励；

数据输出模块，用于从所述测试模块获取输出数据，将输出数据输出到工作空间中的比较器；其中比较器的另一路输入连接到所述待测试的子系统的标准测试结果数据，比较器基于所述输出数据和所述标准测试结果数据的比较结果确定所述待测试的子系统的功能性；

调整模块，用于调整所述脉冲生成器的采样周期，以调整所述待测试的子系统的测试周期。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

数据输入模块，用于将所述待测试的子系统的测试数据存储在m文件中；运行所述m文件，以将待测试的子系统的测试信号输入到所述测试模块。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

数据输出模块，用于基于所述待测试的子系统的预设逻辑与所述待测试的子系统的测试数据，确定所述待测试的子系统的标准测试结果数据；将所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据进行比较，其中：

当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据相一致时，判定所述待测试的子系统的功能性正确；

当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据不一致时，判定所述待测试的子系统的功能性不正确。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

示波器模块，用于图形呈现所述待测试的子系统的测试数据和所述输出数据的相对关系。

5.一种动态系统仿真中子系统的单体测试方法，其特征在于，包括：

设置与待测试的子系统相连接的触发器，将待测试的子系统与触发器封装为整体的测试模块，并设置所述触发器与所述测试模块之外的脉冲生成器连接，其中触发器的触发类型设置成任意；

将所述待测试的子系统的测试数据输入到所述测试模块，并使能所述脉冲生成器以激励所述触发器触发所述待测试的子系统，其中当脉冲生成器被使能后，脉冲生成器发出脉冲信号，其中无论脉冲信号是上升沿还是下降沿，触发器接收到脉冲信号并被激励；

从所述测试模块获取输出数据，将输出数据输出到工作空间中的比较器；其中比较器的另一路输入连接到所述待测试的子系统的标准测试结果数据，比较器基于所述输出数据和所述标准测试结果数据的比较结果确定所述待测试的子系统的功能性；该方法进一步包括：

调整所述脉冲生成器的采样周期，以调整所述待测试的子系统的测试周期。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将待测试的子系统的测试信号输入到测试模块包括：

将所述待测试的子系统的测试数据存储在m文件中；

运行所述m文件，以将待测试的子系统的测试信号输入到测试模块。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于输出数据确定待测试的子系统的功能性包括：

基于所述待测试的子系统的预设逻辑与所述待测试的子系统的测试数据，确定所述待测试的子系统的标准测试结果数据；

将所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据进行比较，其中：

当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据相一致时，判定所述待测试的子系统的功能性正确；

当所述输出数据与所述待测试的子系统的标准测试结果数据不一致时，判定所述待测试的子系统的功能性不正确。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

将所述待测试的子系统的测试数据和所述输出数据引入到示波器；

在所述示波器中图形呈现所述待测试的子系统的测试数据和所述输出数据的相对关系。