CN106488222B - 一种柔性集成测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性集成测试系统，包括：非实时功能模块，与用户端连接，用于获取测试命令，并根据测试命令生成启动测试系统的启动信息，进行非实时测试；非实时数据总线，与非实时功能模块连接，用于传输各类数据及信息；测试执行服务模块，与非实时数据总线连接，还与实时数据总线连接，用于传输各类数据及信息；实时功能模块，与测试设备连接，用于获取测试设备数据，并根据测试设备数据进行实时测试，得到测试结果；实时数据总线，与实时功能模块连接，用于传输各类数据与信息。本发明提供的一种柔性集成测试系统，既能满足数据传输的实时性要求，又能保证数据传输的可靠性和稳定性。

Description

一种柔性集成测试系统

技术领域

本发明涉及电子系统测试领域，尤其涉及一种柔性集成测试系统。

背景技术

随着科学技术的日益发达，电子系统已被广泛应用于不同的社会领域，成为推动人类文明进步的重要组成部分，并且已呈现出大规模、多类型、自动智能化等发展趋势。如何保证电子系统的功能正常和性能稳定，使其更加安全可靠，逐渐成为人们关心的问题，特别是在航天、核电、军事等领域，因为在这些安全攸关的领域中，系统故障可能引发严重后果。

为了应对上述问题，工程师们通常采用测试的方法来进行产品的质量评估和故障预防，并且取得了良好效果。但在目标系统设计复杂、功能多样、系统特性不断进化的情况下，测试工作将变得繁重而艰巨。以空间科学领域为例，空间应用任务通常规模大、复杂度高，涉及的学科涵盖生物生命、流体物理、空间材料、空间环境等多个领域，每个领域都有以电子系统为核心的个性化科学载荷，上述载荷在研制过程中均需经过充分的测试验证。面对空间应用载荷接口类型多、码率高、数据量大、数据类型多样，以及建设周期长、研制进度各不相同的特点，传统基于载荷特性定制的测试系统在架构灵活性、使用便捷性、建造经济性等方面已经不满足测试需求，亟需采用全新的技术架构建设柔性强、智能化的测试系统，用以支持空间应用任务中不同接口、不同级别、不同阶段的测试工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于ESB和DDS架构、可以适用多种类型测试设备、实现测试系统数据实时传输的柔性集成测试系统，其中，ESB为企业服务总线，DDS为数据分发服务，从测试过程的实时性角度，ESB可以视为非实时数据总线，DDS可以视为实时数据总线。柔性是指测试系统架构能够支持多种任务流程并满足对多类型对象实时或非实时的测试任务。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种柔性集成测试系统，包括：

非实时功能模块，与用户端连接，所述非实时功能模块用于从用户端获取测试命令，并根据测试命令生成启动测试系统的启动信息，实现非实时测试功能，进行非实时测试；

非实时数据总线，与所述非实时功能模块连接，所述非实时数据总线用于传输各类数据及信息，包括启动信息、测试命令、测试结果、用户端输入的测试设备信息等；

测试执行服务模块，与所述非实时数据总线连接，还与实时数据总线连接，所述测试执行服务模块用于传输所述非实时数据总线和所述实时数据总线之间的数据及信息，包括启动信息、测试结果等，所述测试执行服务模块作为一个连接器件将非实时功能模块和实时功能模块连接起来，根据启动信息启动实时功能模块；

实时功能模块，与测试设备连接，所述实时功能模块用于获取测试设备数据，并根据测试设备数据进行实时测试，得到测试结果；

实时数据总线，与所述实时功能模块连接，所述实时数据总线用于传输各类数据及信息，包括启动信息、测试结果、测试信息等。

本发明的有益效果是：本发明通过采用非实时数据总线和实时数据总线双总线并行的体系架构，分别布署有非实时功能模块和实时功能模块，并通过测试执行服务模块连接非实时数据总线和实时数据总线，兼具了非实时数据总线的可靠性、可伸缩性、可扩展性和灵活性的优点，以及实时数据总线的以数据为中心的分布式实时数据通信的特点，既能满足数据传输的实时性要求，又能保证数据传输的可靠性和稳定性，使测试设备在不同功能、不同接口类型方面的需求都能得到满足。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述非实时功能模块包括多个非实时子单元，所述多个非实时子单元分别布置于所述非实时数据总线上，所述非实时功能模块具体包括：用户端接口服务单元、测试流程管理单元、测试资源管理单元、被测产品知识管理服务单元、智能测试设计服务单元以及测试结果智能分析服务单元，其中，

所述用户端接口服务单元与用户端连接，用于从所述用户端获取测试命令，并管理与用户端连接的接口；

所述测试流程管理单元用于根据测试命令生成启动信息，对所述被测产品知识管理服务单元、所述智能测试设计服务单元以及所述测试结果智能分析服务单元进行启用、配置或者停用；

所述测试资源管理单元用于配置和管理测试资源，所述测试资源包括测试系统的组件、软件以及硬件等；

所述被测产品知识管理服务单元用于对测试设备的测试特性进行管理，所述测试特性包括测试接口类型、电气特性、通信协议等，所述测试特性由所述用户端输入；

所述智能测试设计服务单元用于根据所述启动信息和用户端输入的测试设备的测试特性或被测产品知识管理服务单元存储的测试设备的测试特性对测试过程进行智能设计，设计测试执行步骤以及生成测试数据，具体包括设计需求与测试需求的自动转换、设计模型驱动的测试用例以及推理生成测试数据等；

所述测试结果智能分析服务单元用于对所述测试结果进行智能处理和分析，所述测试结果从实时功能模块获取。

进一步地，所述非实时功能模块还用于根据测试需求对所述多个非实时子单元中的至少一个非实时子单元进行添加或删除。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对非实时子单元的添加或删除，实现了测试系统的重构和非实时测试功能的拓展，能够满足测试系统不同测试阶段、不同测试场景的测试需求，使测试系统更加灵活、便捷和智能。

进一步地，所述实时功能模块包括多个实时子单元，所述多个实时子单元分别布置于所述实时数据总线上，所述实时功能模块具体包括：功能及数据配置管理单元、测试激励实时生成单元、测试数据处理单元、测试结果判读单元、故障实时诊断单元以及接口通信管理单元，其中，

所述功能及数据配置管理单元用于根据所述启动信息对其他实时子单元进行管理，并为实时测试配置测试信息；

所述测试激励实时生成单元用于根据所述启动信息和测试信息生成测试激励信号，所述测试激励信号用于保证测试的实时性要求，所述测试激励实时生成单元还用于根据所述测试数据生成测试激励信号，并根据所述测试执行步骤将所述测试激励信号通过所述接口通信管理单元发送给所述测试设备；

所述接口通信管理单元与所述测试设备连接，所述接口通信管理单元用于根据启动信息和测试信息获得测试设备数据，还用于管理连接所述测试设备的通信接口，例如RS422、UART、1553B等；

所述测试数据处理单元用于处理所述测试设备数据，包括对测试设备数据的打包、压缩、解包以及解析等，并得到测试结果，可以根据需求将测试结果发送给测试结果判断单元或通过测试执行服务模块发送给测试结果智能分析服务单元；

所述测试结果判断单元用于对所述测试结果进行实时判断和分析，还可以根据测试需求将分析后的测试结果发送给测试结果智能分析服务单元；

所述故障实时诊断单元用于实时诊断分析测试过程中发生的故障，定位故障发生的位置，并给出故障处理方法，然后从发生故障的单元开始，重新执行测试。

进一步地，所述实时功能模块还用于根据测试需求对所述多个实时子单元中的至少一个实时子单元进行添加或删除。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过对实时子单元的添加或删除，实现了测试系统的重构和实时测试功能的拓展，能够满足测试系统不同测试阶段、不同测试场景的测试需求，使测试系统更加灵活、便捷和智能。

进一步地，所述接口通信管理单元具体用于与多个测试设备连接，将每个测试设备视为一个单独的网络节点，所述网络节点采用TCP/IP通信模型进行通信。

进一步地，所述网络节点包括网络层、传输层和应用层，所述网络层采用IP协议，所述传输层采用TCP或UDP协议，所述应用层则根据不同网络节点的功能传输不同的数据。

进一步地，所述传输层与所述应用层之间还包括中间层，所述中间层用于传输DDS协议包。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在网络节点的传输层和应用层之间增加中间层，传输DDS协议包，实现了测试系统数据的实时传输。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种柔性集成测试系统的结构框架图；

图2为本发明另一实施例提供的一种柔性集成测试系统的结构装置图；

图3为本发明另一实施例提供的一种柔性集成测试系统开展测试的流程示意图；

图4为本发明另一实施例提供的另一种柔性集成测试系统开展测试的流程示意图；

图5为本发明另一实施例提供的被测产品功能及结构的简化示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种柔性集成测试系统的结构框架图，该测试系统包括：

非实时功能模块101，与用户端连接，用于从用户端获取测试命令，并根据测试命令生成启动测试系统的启动信息，实现非实时测试功能，进行非实时测试；

非实时数据总线102，与非实时功能模块101连接，用于传输各类数据及信息，包括启动信息、测试命令、测试结果、用户端输入的测试设备信息等；

测试执行服务模块103，与非实时数据总线102连接，还与实时数据总线连接104，用于传输所述非实时数据总线和所述实时数据总线之间的数据及信息；

实时数据总线104，与实时功能模块105连接，用于传输各类数据及信息，包括启动信息、测试结果、测试信息等；

实时功能模块105，与测试设备连接，用于获取测试设备数据，并根据测试设备数据进行实时测试，得到测试结果。

上述实施例中提供的一种柔性集成测试系统，通过采用非实时数据总线和实时数据总线双总线并行的体系架构，分别布署有非实时功能模块和实时功能模块，并通过测试执行服务模块连接非实时数据总线和实时数据总线，兼具了非实时数据总线的可靠性、可伸缩性、可扩展性和灵活性的优点，以及实时数据总线的以数据为中心的分布式实时数据通信的特点，既能满足数据传输的实时性要求，又能保证数据传输的可靠性和稳定性，使测试设备在不同功能、不同接口类型方面的需求都能得到满足。

在另一实施例中，如图2所示，提供了一种柔性集成测试系统的结构装置图，该测试系统包括：

用户端接口服务单元201，与用户端连接，用于从用户端获取测试命令，并管理与用户端连接的接口；

测试流程管理单元202，用于根据测试命令生成启动信息，对被测产品知识管理服务单元204、智能测试设计服务单元205以及测试结果智能分析服务单元206进行启用、配置或者停用；

测试资源管理单元203，用于配置和管理测试资源，测试资源包括测试系统的组件、软件以及硬件等；

被测产品知识管理服务单元204，用于对测试设备的测试特性进行管理，测试特性包括测试接口类型、电气特性、通信协议等，测试特性由用户端输入；

智能测试设计服务单元205，用于根据启动信息和用户端输入的测试设备的测试特性或被测产品知识管理服务单元存储的测试设备的测试特性对测试过程进行智能设计，设计测试执行步骤以及生成测试数据，具体包括设计需求与测试需求的自动转换、设计模型驱动的测试用例以及推理生成测试数据等；

测试结果智能分析服务单元206，用于对测试结果进行智能处理和分析，测试结果从实时功能模块获取。

非实时数据总线207，与用户端接口服务单元201、测试流程管理单元202、测试资源管理单元203、被测产品知识管理服务单元204、智能测试设计服务单元205以及测试结果智能分析服务单元206连接，用于传输各类数据及信息，包括启动信息、测试命令、测试结果、用户端输入的测试设备信息等；

测试执行服务模块208，与非实时数据总线207连接，还与实时数据总线209连接，用于传输非实时数据总线207和实时数据总线209之间的数据及信息，包括启动信息、测试结果等；

实时数据总线209，与功能及数据配置管理单元210、测试激励实时生成单元211、测试数据处理单元212、测试结果判读单元213、故障实时诊断单元214以及接口通信管理单元215连接，用于传输各类数据及信息，包括启动信息、测试结果、测试信息等。

功能及数据配置管理单元210，用于根据启动信息对其他实时子单元进行管理，并为实时测试配置测试信息；

测试激励实时生成单元211，用于根据启动信息和测试信息生成测试激励信号，测试激励信号用于保证测试的实时性要求，所述测试激励实时生成单元还用于根据所述测试数据生成测试激励信号，并根据所述测试执行步骤将所述测试激励信号通过所述接口通信管理单元发送给所述测试设备；

测试数据处理单元212，用于处理测试设备数据，包括对测试设备数据的打包、压缩、解包以及解析等，并得到测试结果，可以根据需求将测试结果发送给测试结果判断单元213或通过测试执行服务模块208发送给测试结果智能分析服务单元206；

测试结果判断单元213，用于对测试结果进行实时判断和分析，还可以根据测试需求将分析后的测试结果发送给测试结果智能分析服务单元206；

故障实时诊断单元214，用于实时诊断分析测试过程中发生的故障，定位故障发生的位置，并给出故障处理方法，然后从发生故障的单元开始，重新执行测试；

接口通信管理单元215，与测试设备连接，用于获得测试设备数据，还用于管理连接测试设备的通信接口，例如RS422、UART、1553B等。

在另一实施例中，图3提供了一种柔性集成测试系统开展测试的流程示意图，图4提供了另一种柔性集成测试系统开展测试的流程示意图，图5为一种被测产品(DUT)的功能及结构简化示意图，下面结合图5对图3、图4提供的测试流程进行说明。

如图5所示，该被测产品的功能包括数据采集、数据处理和数据回传三部分功能，对应的实现方式简化如下：采集功能由模拟数字转换器ADC502(Analog-to-digitalconverter)来实现，处理功能通过FIR滤波器503来完成，数据回传功能则利用RS422接口504来实现，外部数据源501和外系统505分别对应柔性集成测试系统接口通信管理模块中的发送和接收部分。测试时，被测产品将采集并处理后的数据通过RS422接口504传输到柔性集成测试系统中，柔性集成测试系统经过数据接收、运算、判读等功能来判断被测产品的功能是否正常。测试系统也可以向被测产品传输指令数据，用于配置被测产品参数，测试其不同的功能。例如，配置的被测产品参数可以为ADC采集路数、FIR滤波器阶数以及RS422接口传输速率等。

为了说明本实施例提供的柔性集成测试系统进行测试的柔性、实时性特点，下面根据给定的测试场景举例说明：

场景一：测试基于历史型号改进生成的被测产品

对于基于历史型号改进生成的被测产品，其功能和结构通常变化不大，测试时仅需针对变更的部分进行分析。假定数据处理功能中FIR滤波器阶数较原型号产品发生变化，其余部分保持不变，原有的测试环境可直接用于本次测试。如图3所示，具体步骤如下：

S301，创建测试任务。测试系统中的用户接口服务接收测试命令，并将测试命令发送给测试流程管理单元。

S302，定义测试流程。测试流程管理单元根据测试命令生成启动信息，启用被测产品知识管理服务单元、智能测试设计服务单元和测试结果智能分析服务单元。

S303，配置测试资源。测试资源管理单元为测试任务配置测试资源。

S304，判定流程。根据启动信息和测试资源进行判断，执行不同的功能，分别执行S305至S307。

S305，执行被测产品知识管理服务单元，对测试设备的测试特性进行管理。

S306，执行智能测试设计服务单元，对测试过程进行智能设计。

S307，执行测试结果智能分析服务单元，对测试结果进行智能处理和分析。生成本次FIR功能变更所需的测试用例和数据、以及测试输出判据。

本实施例通过启用被测产品知识管理服务单元、智能测试设计服务单元以及测试结果智能分析服务单元，测试人员可据此直接在原有测试环境上按原流程开展测试、无需新增测试接口并建模、无需进入测试实时执行流程。

场景二：测试新型号被测产品

对新型号产品的测试工作通常需覆盖完整的测试流程及功能，需要重新进行产品特性分析(如ADC及RS422接口IDS表分析)、重新设计测试用例(如FIR功能测试)、重新生成测试判据(如FIR通带宽度正常范围)、重新搭建测试环境(如模拟外部数据源、模拟RS422总线电气特性和通信协议)。如图4所示，具体步骤如下：

S401，创建测试任务。测试系统中的用户接口服务接收测试命令，并将测试命令发送给测试流程管理单元。

S402，定义测试流程。测试流程管理单元根据测试命令生成启动信息，启用被测产品知识管理服务单元、智能测试设计服务单元和测试结果智能分析服务单元。

S403，配置测试资源。测试资源管理单元为测试任务配置测试资源。

S404，判定流程。根据启动信息和测试资源进行判断，执行不同的功能，分别执行S305至S308。

S405，执行被测产品知识管理服务单元，对测试设备的测试特性进行管理。

S406，执行智能测试设计服务单元，对测试过程进行智能设计。

S407，执行测试结果智能分析服务单元，对测试结果进行智能处理和分析。生成本次FIR功能变更所需的测试用例和数据、以及测试输出判据。

S408，通过测试执行服务模块执行实时测试。

S409，根据启动信息，通过功能及数据配置管理单元为实时测试配置测试信息。

S410，根据启动信息和测试信息，通过测试激励实时生成单元生成测试激励信号，保证测试的实时性要求。

S411，通过测试数据处理单元处理所述测试设备数据，包括对测试设备数据的打包、压缩、解包以及解析等，得到测试结果，并将测试结果发送给测试结果判断单元。

S412，通过测试结果判断单元对测试结果进行实时判断和分析。

S413，通过故障实时诊断单元实时诊断分析测试过程中发生的故障，定位故障发生的位置，并从故障发生的位置重新测试，如果故障发生在功能及数据配置管理单元，则返回执行S409，如果故障发生在测试激励实时生成单元，则返回执行S410，如果故障发生在测试数据处理单元，则返回执行S411，如果未发生故障，则执行S414。

S414，存储测试结果。

场景三：测试阶段变更

产品设计实现后通常要经过多个阶段的测试，以空间应用类产品为例，载荷要先后经过整器系统级联试、总装厂测试、发射场测试等阶段，每个阶段的测试目的、要求均不同，相应的测试系统功能需求及测试方法也不相同。

例如在整器系统级联试阶段，为实现对被测产品功能性能的全面验证，需对接口通信管理单元模块进行配置，用以模拟外部数据源501生成不同幅度、不同频点、不同信噪比的模拟信号量，进而达到对ADC接口采集、FIR滤波等功能或性能的测试目的。

在总装厂测试和发射场测试阶段，因前期已完成对被测产品内部特性的充分测试，故本阶段仅需验证被测产品的系统级特性即可，例如可直接用ADC的采集探头获取真实数据、然后观测其处理后输出结果的正确性，故本测试阶段可将接口通信管理单元中与ADC接口模拟相关的功能裁剪掉。

下表给出了柔性集成测试系统的测试阶段及功能裁剪示意性选项表，测试过程中可根据实际情况勾选必要的项目，便于操作实施。

注：符号√表示“必选项”，符号○表示“可选项”。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种柔性集成测试系统，其特征在于，包括：非实时功能模块，非实时数据总线，测试执行服务模块，实时功能模块，实时数据总线，其中，

所述非实时功能模块与用户端连接，所述非实时功能模块用于从所述用户端获取测试命令，并根据测试命令生成启动测试系统的启动信息，进行非实时测试；

所述非实时数据总线与所述非实时功能模块连接，所述非实时数据总线用于传输各类数据及信息，所述非实时功能模块包括多个非实时子单元，所述多个非实时子单元分别布置于所述非实时数据总线上，所述非实时功能模块还用于根据测试需求对所述多个非实时子单元中的至少一个非实时子单元进行添加或删除；

所述测试执行服务模块与所述非实时数据总线连接，还与所述实时数据总线连接，所述测试执行服务模块用于传输所述非实时数据总线和所述实时数据总线之间的数据及信息；

所述实时功能模块与测试设备连接，所述实时功能模块用于获取测试设备数据，并根据测试设备数据进行实时测试，得到测试结果；

所述实时数据总线与所述实时功能模块连接，所述实时数据总线用于传输各类数据及信息。

2.根据权利要求1所述的一种柔性集成测试系统，其特征在于，所述非实时功能模块具体包括：用户端接口服务单元、测试流程管理单元、测试资源管理单元、被测产品知识管理服务单元、智能测试设计服务单元以及测试结果智能分析服务单元，其中，

所述用户端接口服务单元与用户端连接，用于从所述用户端获取测试命令，并管理与用户端连接的接口；

所述测试流程管理单元用于根据测试命令生成启动信息，对所述被测产品知识管理服务单元、所述智能测试设计服务单元以及所述测试结果智能分析服务单元进行启用、配置或者停用；

所述测试资源管理单元用于配置和管理测试资源；

所述被测产品知识管理服务单元用于对测试设备的测试特性进行管理；

所述智能测试设计服务单元用于根据所述启动信息对测试过程进行智能设计，设计测试执行步骤以及生成测试数据；

所述测试结果智能分析服务单元用于对所述测试结果进行智能处理和分析。

3.根据权利要求2所述的一种柔性集成测试系统，其特征在于，所述实时功能模块包括多个实时子单元，所述多个实时子单元分别布置于所述实时数据总线上，所述实时功能模块具体包括：功能及数据配置管理单元、测试激励实时生成单元、测试数据处理单元、测试结果判读单元、故障实时诊断单元以及接口通信管理单元，其中，

所述功能及数据配置管理单元用于根据所述启动信息对其他实时子单元进行管理，并为实时测试配置测试信息；

所述测试激励实时生成单元用于根据所述启动信息和测试信息生成测试激励信号，所述测试激励信号用于保证测试的实时性要求，所述测试激励实时生成单元还用于根据所述测试数据生成测试激励信号，并根据所述测试执行步骤将所述测试激励信号通过所述接口通信管理单元发送给所述测试设备；

所述接口通信管理单元与所述测试设备连接，所述接口通信管理单元用于根据启动信息和测试信息获得测试设备数据，还用于管理连接所述测试设备的通信接口；

所述测试数据处理单元用于处理所述测试设备数据，并得到测试结果；

所述测试结果判断单元用于对所述测试结果进行实时判断和分析；

所述故障实时诊断单元用于实时诊断分析测试过程中发生的故障，定位故障发生的位置，并给出故障处理方法。

4.根据权利要求3所述的一种柔性集成测试系统，其特征在于，所述实时功能模块还用于根据测试需求对所述多个实时子单元中的至少一个实时子单元进行添加或删除。

5.根据权利要求3所述的一种柔性集成测试系统，其特征在于，所述接口通信管理单元具体用于与多个测试设备连接，将每个测试设备视为一个单独的网络节点，所述网络节点采用TCP/IP通信模型进行通信。

6.根据权利要求5所述的一种柔性集成测试系统，其特征在于，所述网络节点包括网络层、传输层和应用层，所述网络层采用IP协议，所述传输层采用TCP或UDP协议，所述应用层则根据不同网络节点的功能传输不同的数据。

7.根据权利要求6所述的一种柔性集成测试系统，其特征在于，所述传输层与所述应用层之间还包括中间层，所述中间层用于传输DDS协议包。