CN106991053A - 基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法；技术方案是：1)搭建适用的通用软件体系架构，该体系架构分别为被测设备描述层、测试策略层、测试程序层、测试资源管理层、硬件设备层、界面显示层；2)建立核心组件RTS(运行时服务)机制，实时映射接口等配置，完全隔离虚拟资源与真实资源，从而保证软件平台的通用性；3)建立合适的虚拟管理资源，分别为测试策略需求层、测试策略程序层、被测设备描述层、硬件设备层；4)软件模块化设计；5)外部配置项与单功能模块的实时映射，整体平台软件将外部载入的配置表进行翻译转换为虚拟映射接口，完成两者之间的实时映射。

Description

基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法

技术领域

本发明涉及星载设备地面测试软件技术领域，特别涉及一种基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法。

背景技术

随着航天卫星设计工艺的不断进化，卫星单机已从原先的单功能小模块单机逐渐演化升级至具有综合控制功能的集成式设备。针对星载设备的地面测试需求也逐渐变得复杂多样。而目前的星载地测设备由于其测试环境、对象、外部接口及测试需求的不同，平台均根据不同的星载设备开发测试软件，不仅加长了整个地面测试的周期及成本，新研发的地面测试软件的可靠性也因为测试周期的局限，很难得到保障。

此外，随着科技发展，现代的星载设备的设计指标和工艺的要求比原先更为严苛，使得各项地面测试需求更为繁琐，长时间的地面测试与复杂的操作，大幅增加了传统人工手动操作的失误发生率。

而当前工业软件设计趋势逐渐演变成以功能模块为单位的集成式系统操作平台，如何利用单功能模块为单位组建迭代生成最终所需要的地面测试软件，可以充分利用集成软件的灵活性，大幅缩减设计周期，也降低软件对外部测试环境的要求，是本发明主要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种，以解决现有的

为实现上述目的，本发明提供了一种基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法，包括以下流程：

基于星载设备地面测试平台软件的特征，搭建星载设备地面测试的软件体系架构，包括用于实现对外部真实的接口信息与虚拟资源间的映射的硬件设备层；

建立RTS机制，用以根据外部配置项调用内部虚拟内存来完成实时存储及读取所述虚拟资源与外部真实的接口信息；

建立虚拟管理资源，用以根据外部被测设备的真实的接口信息，控制被测设备更改的影响域范围，释放虚拟资源；

进行软件模块化的设计，将整个平台软件设为以单功能模块为基准单位，每个单功能模块负责读取来自所述RTS机制传送的参数，进行预设的功能处理后反馈给所述RTS机制；

基于所述RTS机制进行外部配置项与单功能模块的实时映射。

较佳地，所述软件体系架构还包括：

被测设备描述层，包括被测设备的相关描述：外部环境硬件设计、可测性特性、外部激励、响应特征；

测试策略层，参照所述被测设备描述层结合被测设备的测试需求及策略生成对应的配置表单，同时建立流程、策略、故障处理的配置脚本以及被测信号和故障数据库；

测试程序层，将所述被测信号、测试需求及流程转化为计算机的可执行软件代码，并以功能函数模块的形式完成与下一层(测试资源管理层)的对接；

测试资源管理层包括核心测试资源的管理、数据处理和接口映射，所述核心测试资源包括测试信息、串口、接口信息转换、数据解码信息；

所述硬件设备层为外部实际硬件的硬件设备驱动层，以映射实际输入、输入接口与虚拟资源。

较佳地，所述RTS机制进一步包括以下处理流程：

开启后处于运行等待接收状态；

接收到外部配置项对应的配置表单及配置脚本后，对其进行语法检查；

检查合格后将所述外部配置项编译成信号模型对应条目存储至RTS机制专用的内部虚拟内存；

对被测设备进行测试时，以运行脚本作为时间轴，启动查询引擎，将虚拟资源与真实资源按配置项映射，再次调用引擎，按照模型及信号执行端口的映射配置项对应算法，完成信号模型配置项操作，从而实现自动测试流程。

较佳地，建立虚拟管理资源具体包括：

将所述软件体系架构将平台软件分为四层：

测试策略需求层：通过载入外部测试策略、需求的配置信息进行整体测试前准备；

测试策略程序层：基于所述配置信息通过测试程序进行实际测试操作；

被测设备描述层：涵盖被测设备数据项及接口配置信息，用于承接测试策略程序层和硬件设备层，实际隔离虚拟资源和外设环境，控制外部更改的被测设备的影响域范围，实现虚拟资源的释放；

硬件设备层：用于映射整个平台软件的外部硬件环境。

较佳地，每个基准功能模块仅负责读入RTS机制传送的参数，并进行对应的功能处理后，将处理后的结果数据传递给RTS机制实时处理，其中，虚拟资源通过RTS机制实时调用搜索引擎实行参数的数据与处理方式的匹配。

较佳地，依赖于加载的外部配置项，基于所述RTS机制实时搜索虚拟资源内的配置项与制定执行功能的调用接口进行匹配，完成外部配置项与单功能模块的实时映射。

由于采用了上述的技术方案，本发明的地面测试通用平台软件与传统的地测软件相比有以下优点：

1)灵活性：本发明平台软件以单功能模块为子单位进行独立设计，采用RTS机制，隔离虚拟资源与外部接口，使得虚拟资源只需关注RTS提供的虚拟映射接口；可通过更新外部接口配置表等，适应测试环境的更改；可通过更新外部测试策略流程表，适应测试需求、流程的更改；而不需要直接进入软件程序层更改代码，适应外部测试环境、需求的更改。

2)可移植性：以单功能模块按照配置信息进行组合迭代，各类功能以.dll的形式进行移植，平台软件的输入设置接口只需结合外部配置，解析后即可完成移植。

3)节约成本：平台软件针对不同测试产品和测试需要，可通过外部脚本加载配置，而无需通过修改软件内部代码适应外部状态的变化，增加了软件的灵活性，大幅缩短整个地面测试设备的时间和设计成本。

4)可靠性：通过加载配置表单，组合单功能模块执行测试大幅增加模块测试域覆盖范围，更全面的检测了软件设计缺陷；针对被测星载设备需求更改，平台软件仅需替换相应配置表单即可满足更改需求，避免了大部分应需求更改而进行的代码更改，减少因更改代码产生设计缺陷可能。此外，个平台软件所有的手动或自动流程，均通过脚本配置文件加载，操作人员仅需做简单的加载和勾选即可完成自动测试，平台软件实现整体测试自动化，优化操作步骤，减少人为操作失误的可能性。

附图说明

图1为本发明实施例子的地面测试环境示意图。

图2为平台软件实施例子测试流程图。

图3为本发明的软件系统架构示意图。

图4为RTS实际运行流程示意图。

图5为虚拟资源管理结构示意图。

图6为通用测试平台软件整体原理示意图。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

本实施例提供的基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法，包括以下流程：

基于星载设备地面测试平台软件的特征，搭建星载设备地面测试的软件体系架构，包括用于实现对外部真实的接口信息与虚拟资源间的映射的硬件设备层；

建立RTS机制，用以根据外部配置项调用内部虚拟内存来完成实时存储及读取所述虚拟资源与外部真实的接口信息；

建立虚拟管理资源，用以根据外部被测设备的真实的接口信息，控制被测设备更改的影响域范围，释放虚拟资源；

进行软件模块化的设计，将整个平台软件设为以单功能模块为基准单位，每个单功能模块负责读取来自所述RTS机制传送的参数，进行预设的功能处理后反馈给所述RTS机制；

基于所述RTS机制进行外部配置项与单功能模块的实时映射。

应当理解，上述流程的各个具体模块可根据需要调整先后顺序，不限定为上述的排列方式。

其中，上述的软件体系架构是基于星载设备地面测试通用平台的特征将整个软件架构分为6个层次：被测设备描述层、测试策略层、测试程序层、测试资源管理层、硬件设备层、界面显示层，各层具体如下：

被测设备描述层，包括被测设备的相关描述：外部环境硬件设计、可测性特性、外部激励、响应特征等；

测试策略层，参照所述被测设备描述层结合被测设备的测试需求及策略生成对应的配置表单，同时建立流程、策略、故障处理的配置脚本以及被测信号和故障数据库；相应数据库通过RTS机制实时服务于测试程序层和测试资源管理层。

测试程序层，将所述被测信号、测试需求及流程转化为计算机的可执行软件代码，并以功能函数模块的形式完成与下一层(测试资源管理层)的对接，从而完成闭环链路测试。

测试资源管理层包括核心测试资源的管理、数据处理和接口映射，所述核心测试资源包括测试信息、串口、接口信息转换、数据解码信息；

所述硬件设备层为外部实际硬件的硬件设备驱动层，是整个平台软件中唯一和外部实际硬件接口有实际联系的结构层，以映射实际输入、输入接口与虚拟资源。

软件体系架构的各个架构层内部独立运行，架构层之间通过外部的可加载的需求、测试流程、激励信号、数据策略等配置表单进行数据虚拟关联。

对应地，上述的RTS机制进一步包括以下处理流程：

开启后处于运行等待接收状态；

接收到外部配置项对应的配置表单及配置脚本后，对其进行语法检查；

检查合格后将所述外部配置项编译成信号模型对应条目存储至RTS机制专用的内部虚拟内存；

对被测设备进行测试时，以运行脚本作为时间轴，启动查询引擎，将虚拟资源与真实资源按配置项映射，再次调用引擎，按照模型及信号执行端口的映射配置项对应算法，完成信号模型配置项操作，从而实现自动测试流程。

RTS机制是为了保证平台软件的通用性和可扩展性。因而软件资源管理的核心组件—RTS机制在软件开启后处于运行等待接状态，在外部配置脚本、表单加载后，RTS首先对其进行语法检查，检查合格后将外部配置项编译成信号模型对应条目存储至RTS专用内存区。在平台软件进行测试时，以运行脚本作为时间轴，启动查询引擎，将虚拟资源与真实资源按配置项映射，再次调用引擎，按照模型及信号执行端口的映射配置项对应算法，完成信号模型配置项操作，从而实现自动测试流程。由于RTS是基于平台结构调用内部虚拟内存来完成实时存储及读取虚拟资源及外部真实接口信息的，这一机制可以保证软件核心功能组件模块调用的接口数据皆为虚拟映射，对虚拟资源和真实资源有效的做到了完全隔离，从而保证平台软件的通用性。

优选的实施例中，上述建立虚拟管理资源的过程具体包括：

鉴于软件体系架构将平台软件分为四层：测试策略需求层、测试策略程序层、被测设备描述层、硬件设备层。各层具体如下：

(1)测试策略需求层：通过载入外部测试策略、需求的配置信息进行整体测试前准备；

(2)测试策略程序层：基于所述配置信息通过测试程序进行实际测试操作；

(3)被测设备描述层：涵盖被测设备数据项及接口配置信息，用于承接测试策略程序层和硬件设备层，实际隔离虚拟资源和外设环境，控制外部更改的被测设备的影响域范围，实现虚拟资源的释放；

(4)硬件设备层：用于映射整个平台软件的外部硬件环境。

进行软件模块化的设计时，为了保证整个平台软件的可迭代性和通用性，软件以单功能模块为基准单位。上述的每个基准功能模块仅负责读入RTS机制传送的参数，并进行对应的功能处理后，将处理后的结果数据传递给RTS机制实时处理，其中，虚拟资源通过RTS机制实时调用搜索引擎实行参数的数据与处理方式的匹配，从而保证了正题平台软件的灵活性。

优选的，外部配置项与单功能模块的实时映射时，为了保证软件的通用性和仪器可互换性，通过RTS机制实时搜索虚拟资源内的配置项与制定执行功能的调用接口进行匹配，使得程序整体的运行流程及接口采集、输出及处理功能只需依赖于外部可加载配置项，彻底解放软件具体执行功能模块的局限性。具体依赖于加载的外部配置项，基于所述RTS机制实时搜索虚拟资源内的配置项与制定执行功能的调用接口进行匹配，完成外部配置项与单功能模块的实时映射。

下面以一实际执行的应用例对本发明的实现及工作流程做举例说明。该应用例是某卫星分系统地面测试平台软件的处理方案。

该卫星分系统地面测试对象由三个单机组成，该实施例子地面测试环境见图1，包括测试机箱(北舱)、测试机箱(南舱)、测试机箱(底舱)、程控电源(三台)、服务单元软件计算机、稳流负载电阻(8台)、网转串口设备A机、网转串口设备B机，该些设备按图1所示的通信关系对三个测试对象进行测试，被测的单机分别为单机(北舱)、单机(南舱)、单机(底舱)。本发明平台软件作为主控服务软件，控制地面测试设备机箱模拟外部信号源实行遥控指令发送、遥测指令发送、伺服机构测试等一系列功能模拟测试。

本发明平台软件通过USB、422及PXI串口发送控制指令，控制地面测试机箱模拟加电等动作，软件发送遥控指令至被测单机，等待一定时间后，对单机发送遥测指令码字，采集被测单机的返回的遥测数据，与控制指令预期目标进行比对，软件实时显示比对结果，部分特殊数据可实时观测图像数据。具体软件测试流程图见图3。

由于该实施例子的被测分系统包含三个舱别，每个舱别的测试流程及需求差别较小，仅在具体遥控、遥测指令及相应控制指标及模块类别之间有区别。平台软件针对该测试情况，分别针对三台单机的外部接口、遥控、遥测码字及测试流程设置脚本配置表单，通过加载不同的表单，平台软件在界面生成对应遥控、遥测指令码字。操作人员可以按照需求选择单条手动测试和自动指令巡检和伺服机构测试模式：

a)单条手动测试模式：

操作人员选择测试舱别单机及测试模式，按照需要加载相应单机测试策略、需求、流程脚本等配置项后，进入待测界面，软件按照配置项要求生成以遥控或遥测指令为基础单位的单条闭环测试指令列表。

操作人员按照需求，勾选想要测试的遥控(遥测指令)后，点击开始测试按钮后，软件自动完成单条闭环指令测试---按照脚本流程配置选择对应硬件接口发送或接收模拟信号，按照流程脚本预设等待时间相应时间后，软件将接收到的遥测采集数据进行对应配置处理后，判断其模拟采集值和开关量是否在预设范围内，软件实时显示、存储采集结果和比对结果。单条手动测试流程见图2。

b)自动指令巡检模式：

操作人员可按照需要，选择以整个分系统、单机或模块甚至指令集为单位，进行组合测试。软件按照勾选自动生成测试流程脚本，并加载对应项配置，点击一键测试按钮后，平台软件自动按照预设脚本进行单轮和循环测试，以列表形式实时显示测试结果并存储测试结果便于事后数据回放。自动指令巡检模式见图3。

c)伺服机构测试模式：

操作人员开启伺服遥测实时监测功能，在预载入的指令列表集中，勾选的所需的控制指令进行伺服控制，软件实时采集相应遥测指标监测伺服摆角信息。

其中图3为软件系统架构示意图，其中，界面显示层与测试程序层之间进行测试需求的交互，测试程序层与测试策略层之间进行测试流程映射，测试策略层与测试资源管理层间通过RTS服务机制建立交互，测试资源管理层与被测设备描述层进行虚拟接口信息的交互，被测设备描述层与硬件设备层间进行外部接口、环境配置项间的交互，通过硬件设备层即可完成软件平台内部与外部实际测试环境的隔离。

图4为RTS实际运行流程图，使用该软件平台测试时，首先调用配置资源项、测试脚本及设备、接口、策略配置项，并进行语法检查，如语法检查未通过，则修改配置脚本后重新开始。如语法检查通过，则进行编译转换，编译转换后将对应条目配对存入RTS内存片区，同时调用查询引擎，定位真实资源，再调用查询引擎，进行端口映射，最后执行操作。

图5为虚拟资源管理结构图，其中测试需求、测量及被测数据配置项与虚拟资源间通过测试程序及可执行软件代码接口映射至虚拟资源，此时，一方面用户操作层通过界面显示功能对相关流程进行显示，另一方面，RTS作为运行服务引擎进行设备模型及配置模型的建立或匹配或配置项操作，随后由RTS控制信号驱动组件及开关驱动组件通过接口配置资源完成对测试仪器的测试。

图6为平台软件整体原理示意图，该通用测试平台可以载入流程脚本、接口映射、测试策略、测试需求、数据处理等配置表单，并可执行实时接收、实时处理、实时显示、实时比对、实时存盘等测试数据处理功能，同时通过外设接口与USB、PXI、1553B总线、TCP/IP、UDP、电源/电阻模块、422/Can等外部输入/输出接口进行通信。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法，其特征在于，包括以下流程：

基于星载设备地面测试平台软件的特征，搭建星载设备地面测试的软件体系架构，包括用于实现对外部真实的接口信息与虚拟资源间的映射的硬件设备层；

建立RTS机制，用以根据外部配置项调用内部虚拟内存来完成实时存储及读取所述虚拟资源与外部真实的接口信息；

建立虚拟管理资源，用以根据外部被测设备的真实的接口信息，控制被测设备更改的影响域范围，释放虚拟资源；

进行软件模块化的设计，将整个平台软件设为以单功能模块为基准单位，每个单功能模块负责读取来自所述RTS机制传送的参数，进行预设的功能处理后反馈给所述RTS机制；

基于所述RTS机制进行外部配置项与单功能模块的实时映射。

2.根据权利要求1所述的基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法，其特征在于，所述软件体系架构还包括：

被测设备描述层，包括被测设备的相关描述：外部环境硬件设计、可测性特性、外部激励、响应特征；

测试策略层，参照所述被测设备描述层结合被测设备的测试需求及策略生成对应的配置表单，同时建立流程、策略、故障处理的配置脚本以及被测信号和故障数据库；

测试程序层，将所述被测信号、测试需求及流程转化为计算机的可执行软件代码，并以功能函数模块的形式完成与测试资源管理层的对接；

测试资源管理层包括核心测试资源的管理、数据处理和接口映射，所述核心测试资源包括测试信息、串口、接口信息转换、数据解码信息；

所述硬件设备层为外部实际硬件的硬件设备驱动层，以映射实际输入、输入接口与虚拟资源。

3.根据权利要求2所述的基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法，其特征在于，所述RTS机制进一步包括以下处理流程：

开启后处于运行等待接收状态；

接收到外部配置项对应的配置表单及配置脚本后，对其进行语法检查；

检查合格后将所述外部配置项编译成信号模型对应条目存储至RTS机制专用的内部虚拟内存；

对被测设备进行测试时，以运行脚本作为时间轴，启动查询引擎，将虚拟资源与真实资源按配置项映射，再次调用引擎，按照模型及信号执行端口的映射配置项对应算法，完成信号模型配置项操作，从而实现自动测试流程。

4.根据权利要求1所述的基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法，其特征在于，建立虚拟管理资源具体包括：

将所述软件体系架构将平台软件分为四层：

测试策略需求层：通过载入外部测试策略、需求的配置信息进行整体测试前准备；

测试策略程序层：基于所述配置信息通过测试程序进行实际测试操作；

被测设备描述层：涵盖被测设备数据项及接口配置信息，用于承接测试策略程序层和硬件设备层，实际隔离虚拟资源和外设环境，控制外部更改的被测设备的影响域范围，实现虚拟资源的释放；

硬件设备层：用于映射整个平台软件的外部硬件环境。

5.根据权利要求1所述的基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法，其特征在于，

每个基准功能模块仅负责读入RTS机制传送的参数，并进行对应的功能处理后，将处理后的结果数据传递给RTS机制实时处理，其中，虚拟资源通过RTS机制实时调用搜索引擎实行参数的数据与处理方式的匹配。

6.根据权利要求1所述的基于星载设备地面测试通用平台软件的实现方法，其特征在于，依赖于加载的外部配置项，基于所述RTS机制实时搜索虚拟资源内的配置项与制定执行功能的调用接口进行匹配，完成外部配置项与单功能模块的实时映射。