CN113760772B - 面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，本发明提出的方法包括：系统包括PXI系统、LXI系统和接口适配器，PXI系统和LXI系统之间采用以太网进行级联；采用该系统进行用例执行的步骤为，步骤1：将数据库试验数据加载到系统中；步骤2：对故障注入类型和故障测量类型执行配置；步骤3：执行故障注入并自动判断故障注入是否成功；步骤4：对试验现象、检测结论和隔离结论进行在线数据处理；步骤5：进行数据存储管理，包括对用例信息，故障注入信息，故障监控信息和故障注入结论等数据内容存储和对试验时间，故障注入成功与否，故障监测成功与否。本发明能有效提高试验时用例执行效率。

Description

面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法
技术领域
本申请涉及测试性试验及验证技术领域，具体地涉及一种面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法。
背景技术
测试性是指装备能够及时准确的确定其工作状态，并有效的隔离其内部故障的一种设计特性。测试性验证试验，由指定的试验机构按事先设计好的试验方案，在受试样件上实施故障注入，并通过规定的方法进行实际测试，对产生的结果进行判断是否符合预期，以发现产品的测试性设计缺陷，采取改进措施，从而实现产品的测试性增长，并评估产品的测试性相关指标值的试验与评价过程。测试性试验过程中，每一个用例至少包含故障模拟和故障注入成功判据的测试步骤，由于用例的多样性，通常无法实现完全自动化执行。导致试验执行效率低下，通常每天只有20-30个用例。
因此，需要提供一种面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提出一种面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其中面向测试性试验的半自动/自动执行系统包括PXI系统、LXI系统和接口适配器，通过将数据库试验数据加载到面向测试性试验的半自动/自动执行系统中，对故障注入类型和故障测量类型执行配置，并执行故障注入并自动判断故障注入是否成功，在执行结束后对试验现象、检测结论和隔离结论进行在线数据处理并进行数据存储管理，通过本发明提出的面向测试性试验的半自动/自动执行系统进行测试性试验能有效提高试验过程中用例执行效率。
为实现上述目的，本发明所采用的解决方案为：
本发明提供了一种面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其包括：PXI系统、LXI系统和接口适配器，所述PXI系统和所述LXI系统之间采用以太网进行级联；所述PXI系统和LXI系统通过扩展接口与所述接口适配器的扩展接口进行对接，在所述PXI系统的PXI总线上挂载有硬件资源，所述PXI系统内有PXI控制器，在所述PXI控制器内驻留操作软件；
在所述LXI系统的PXI总线上挂载有硬件资源；所述LXI系统的作用是对所述PXI系统进行槽位扩充；运行所述PXI控制器驻留的操作软件对所述PXI系统和LXI系统中所有硬件资源的统一调度和管理，实现自动/半自动的用例执行，具体包括以下步骤：
步骤1：利用所述操作软件将试验数据加载到所述PXI系统中；
步骤2：在所述操作软件中对所述步骤1加载的试验数据执行配置，具体为通过配置故障注入类型及其属性实现试验数据结构中故障注入方法与硬件资源的关联；通过配置故障测量类型及其属性实现试验数据结构中故障注入成功检测判据与硬件资源的关联；所述故障注入类型包括持续注入、扫描注入、通断注入和手动注入；当故障注入类型为持续注入时，所述故障注入类型的属性包括注入通道、输出参数、限制值和超时，所述输出参数包括输出电压、输出电流和输出电阻，所述限制值包括限流值和限压值；当故障注入类型为扫描注入时，所述故障注入类型的属性包括注入通道、输出参数、扫描间隔、扫描步进、截止参数、限制值和超时，所述截止参数包括截止电压、截止电流和截止电阻；当故障注入类型为通断注入时，所述故障注入类型的属性包括注入通道、初始状态、故障状态和超时；所述故障测量类型包括电压测量、电流测量、电阻测量、时间测量和手动测量，所述故障测量类型的属性包括测量类型、测试精度、测量方式、测试下限、测试上限和测量次数；
步骤3：利用所述操作软件调用所述PXI系统和LXI系统的硬件资源执行故障注入，并判断故障注入是否成功，具体步骤如下：
步骤31：执行故障注入；
当故障注入类型为持续注入时，具体执行过程的强制终止条件为限制值，工作过程中一旦触发强制终止条件，执行过程立即结束；
当故障注入类型为扫描注入时，具体执行过程以输出参数、扫描间隔、扫描步进、截止参数逐次输出直至扫描结束，执行过程的强制终止条件为限制值，工作过程中一旦触发强制终止条件，执行过程立即结束；
步骤32：判断故障注入是否成功；
在所述操作软件中在线调整测试上限和测试下限，所述操作软件根据所述步骤2中的故障测量类型调用所述PXI系统的硬件资源，利用所述PXI系统的硬件资源读取与所述故障测量类型对应的测试结果，所述测试结果为执行本次故障注入时从激励仪器读取到的实际结果；根据所述测试结果与测试上限和测试下限进行故障注入是否成功的判断；
步骤4：在所述步骤3执行结束后，在所述操作软件中对所述步骤3执行后获得的数据进行在线处理，获得试验现象、检测结论和隔离结论；
步骤5：循环执行所述步骤4，直至所有试验用例执行结束，在所述操作软件中进行数据存储管理和数据检索。
可优选的是，所述PXI系统的PXI总线上挂载的硬件资源包括：万用表模块，示波器模块，程控电源模块和矩阵开关模块；所述LXI系统的PXI总线上挂载的硬件资源包括：功率开关模块，可编程电阻模块和通用开关模块。
可优选的是，所述PXI控制器内驻留的操作软件为测试性试验用例执行软件，所述操作软件用于对所述PXI系统的PXI总线上挂载的硬件资源和LXI系统的PXI总线上挂载的硬件资源进行状态读取、使用/禁用控制、试验用例库配置信息的读写和试验数据的记录。
可优选的是，所述步骤1中试验数据包括：试验用例编号、试验用例名称、故障注入方法、故障注入类型、检测方法和故障注入成功检测判据。
可优选的是，所述步骤2中对所述步骤1加载的试验数据执行配置具体为：所述持续注入包括电压持续注入、电流持续注入和电阻持续注入，所述扫描注入包括电压扫描注入、电流扫描注入和电阻扫描注入；所述通断注入包括开关通断和矩阵切换。
可优选的是，所述步骤3中执行故障注入的方式包括：单步执行，半自动执行和连续执行；所述单步执行为每次执行一个用例，执行后结束；所述半自动执行为从当前用例开始，每次执行完一个用例之后，弹出提示框，进入等待状态，等待执行指令，接收到执行指令后顺序执行下一个用例；所述连续执行为从当前用例开始，连续执行，不需要提示，直至结束所有用例执行。
可优选的是，所述步骤4中的试验现象包括实际测量获取的所有测试数据和来自试验对象的响应数据；检测结论包括自身检测结论和系统检测结论；隔离结论包括隔离模糊组具体名称和隔离模糊组大小。
进一步，所述步骤5中数据存储管理的内容包括用例信息、故障注入信息、故障监控信息和故障注入结论；所述用例信息包括：用例编号、故障注入位置和故障测量位置；所述故障注入信息包括：激励仪器、故障注入类型和应力大小；所述故障监控信息包括：测量仪器、测量类型、测试上限、测试下限和测试结果；所述故障注入结论包括故障注入结果和故障注入时间；所述数据检索的条件包括：故障注入时间、故障注入结果、故障隔离成功与否和隔离模糊组大小。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的系统对测试性试验过程中常用的执行过程进行了分类整理，确立了典型的故障注入类型及注入方法，并在此基础上，将测试性试验的操作过程进行了阶段划分，通过配置-执行的方式简化了执行过程中的操作内容，提高了试验执行效率。
附图说明
图1为本发明实施例的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的架构图；
图2为本发明实施例的持续故障注入工作时序的流程图；
图3为本发明实施例中扫描故障注入工作时序的流程图；
图4为发明本实施例结构示意图；
图5为本发明实施例中利用面向测试性试验的半自动/自动执行系统进行用例执行的方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
本发明提供了一种面向测试性试验的半自动/自动执行系统，包括硬件和软件两部分，如图1所示，其系统架构采用面向仪器系统的外围组件互联扩展系统(PCIeXtensions for Instrumentation，PXI)系统+局域网仪器扩展系统(LAN-basedeXtensions for Instrumentation，LXI)系统+接口适配器形式实现，在PXI系统和LXI系统之间采用以太网进行级联。PXI系统和LXI系统内的所有资源均引入一个具有25模条的扩展接口中，再与适配器上的扩展接口进行对接安装。
在PXI系统内的PXI总线上挂载有硬件资源，包括万用表模块，示波器模块，程控电源模块，矩阵开关模块；在LXI系统内的PXI总线上挂载有硬件资源，包括功率开关模块，可编程电阻模块，通用开关模块等单元；PXI系统内有控制器，PXI系统是整个系统的控制核心，同时驻留整个系统的操作软件；LXI系统的作用是对PXI系统进行槽位扩充。
运行在PXI系统控制器上的操作软件实现了对PXI系统和LXI系统中所有硬件资源的统一调度和管理，并且实现了自动/半自动的执行步骤，该操作软件为测试性试验用例执行软件，主要功能包括对PXI系统、LXI系统中硬件资源的状态读取、使用/禁用控制，试验用例库配置信息的读写，以及试验数据的记录等方面。
本发明还提供了一种利用面向测试性试验的半自动/自动执行系统进行用例执行的方法，如图5所述，具体包括以下步骤：
步骤1：在操作软件中加载试验数据，可以加载的试验数据结构至少包括试验用例编号，试验用例名称，故障注入方法，故障注入类型，检测方法，故障注入成功检测判据等内容；
步骤2：在操作软件中对步骤1加载后的试验数据执行配置，具体为通过配置故障注入类型及其属性实现试验数据结构中故障注入方法与硬件资源的关联；通过配置故障测量类型及其属性内容实现试验数据结构中故障注入成功检测判据与硬件资源的关联；其中故障注入类型包括持续注入和扫描注入、通断注入、手动注入4大类，持续注入和扫描注入又可以细分为电压、电流、电阻等类型，通断注入又可以细分为开关通断和矩阵切换2类，不同的注入类型可以适用于不同的机内测试类型(Build In Test，BIT)类型，详见表1。
表1
Figure BDA0003273155350000051
可以通过配置故障注入类型及其属性实现试验数据结构中故障注入方法与硬件资源的关联，可以配置的类型及其控制参数参见表2。
表2
Figure BDA0003273155350000061
通过配置故障测量类型及其属性内容实现试验数据结构中故障注入成功检测判据与硬件资源的关联，可以配置的类型及其控制参数详细参见表3。
表3
Figure BDA0003273155350000062
Figure BDA0003273155350000071
整个配置过程全部在PXI系统中驻留的操作软件中实现。
步骤3：操作软件调用PXI系统或LXI系统中的硬件资源，执行故障注入，并进行故障注入是否成功的判断，执行方式包括三种，单步执行，半自动执行和连续执行。每种执行方式具体内容参见表4。
表4
Figure BDA0003273155350000072
步骤31：故障注入
当故障注入类型为持续注入时，具体执行过程的强制终止条件为限制值，这里限制值可以是限流值或限压值，工作过程中一旦触发强制终止条件，执行过程立即结束，其详细工作流程如图2所示。
当故障注入类型为扫描注入时，具体执行过程以输出参数、扫描间隔、扫描步进、截止参数逐次工作输出直至扫描结束。其中输出参数包括电压、电流和电阻，截止参数包括电压、电流和电阻，强制终止条件为限制值，即限流值或限压值属性，工作过程中一旦触发强制终止条件，执行过程立即结束，其详细工作流程如图3所示。
步骤32：判断故障注入是否成功
在执行过程中可以在线调整测试上下限，操作软件根据表3中测量类型，调用PXI系统中的硬件资源，例如：万用表模块或示波器模块，读取测试结果，包括电压、电流、电阻、时间等，并根据读取的测试结果与测试上下限进行故障注入是否成功的自动判断。
步骤4：执行结束后，在操作软件中，对步骤3执行后获得的数据进行在线处理，处理后获得试验现象、检测结论，隔离结论等内容，其中试验现象包括实际测量获取的所有测试数据和来自试验对象的响应数据；检测结论包括自身检测结论，即成功或失败，以及系统检测结论，即成功或失败，隔离结论包括隔离模糊组及其大小，隔离模糊组对应模糊组具体名称，隔离模糊组大小包括1、2和3。
步骤5：循环执行步骤4，直至所有试验用例执行结束后或者在任何一个用例执行结束后均可以在操作软件中进行数据存储管理。即按照设定检索条件进行所有步骤3执行后获得的试验用例数据的管理。数据管理内容包括用例信息，故障注入信息，故障监控信息，故障注入结论，如表5所示。
表5
Figure BDA0003273155350000081
Figure BDA0003273155350000091
检索条件包括：试验时间，故障注入结果，故障隔离成功与否，隔离模糊组大小。试验时间即表5中的故障注入时间，故障注入结果即故障注入成功或失败，故障隔离成功与否即步骤4中的隔离结论，隔离模糊组大小即步骤4中隔离模糊大小。
采用上述步骤进行用例执行能够灵活适用于不同的试验数据库。
如图4所示为某传感器信号放大电路，结合附图展示的某传感器信号放大电路的故障注入过程为例，具体说明本发明提出的面向测试性试验的半自动/自动执行系统进行用例执行的方法。
来自传感器的信号通过放大电路实现26倍增益放大。在维护自检模式下开关K接通S2端标准信号Vref进行自检，同时将输出结果送入BIT电路进行比较判断。当放大电路增益出现异常后，BIT电路输出故障信号至CPU报故。维护自检结束后K切换到S1端的传感器输出端，正常工作。在主放大电路中增益A为：
Figure BDA0003273155350000092
式中：Rf为放大电路反馈电阻；Ri为放大电路反相端输入电阻。
根据失效模式与影响分析(Failure Mode Effects Analysis，FMEA)结果，可以得到下面结果如表6所示的FMEA分析结果。
表6
Figure BDA0003273155350000093
Figure BDA0003273155350000101
开展故障注入工作，具体实现过程如下：
步骤1：选取试验样本，制作实验数据库，本例中选取故障模式FM-001，选取样本原因为Rf参数漂移，根据电路原理，所设计的数据库如表7所示。
表7
序号 内容 参数
1 试验用例编号 SY-(FM-001)-01
2 试验用例名称 增益异常(＜20)
3 故障注入方法 调整Rf电阻值
4 故障注入类型 插拔
5 检测方法 维护BIT
6 故障注入成功检测判据 用万用表测试U3的1脚电压为低电平
步骤2：加载数据库到本系统操作软件中。
步骤3：配置故障注入类型及参数，根据样本信息，所配置信息如表8所示。这里故障注入类型为电阻扫描注入，故障注入方法即与之对应的操作，即实施例中的电阻Rf。
表8
Figure BDA0003273155350000102
Figure BDA0003273155350000111
步骤4：配置故障测量类型及参数，根据样本信息，所配置信息如表9所示。
表9
序号 内容 参数
1 试验用例编号 SY-(FM-001)-01
2 测量类型 电压测量
3 测量通道 CH1
4 测量位置 U3的1脚
5 测试精度 4位半
6 测量方式 多次测量取平均
7 测试下限 -0.02V
8 测试上限 0.02V
9 测量次数 10次
步骤5：运行面向测试性试验的半自动/自动执行系统，选取半自动执行方式，具体参见表4。
步骤6：下发维护指令启动系统BIT自检，开关K接通S2端。
步骤7：记录试验现象，即U3的1脚所测量到的实际电压值，以及结合BIT报警电路的结果最终处理判断的故障出现或者未出现的结论。然后试验结束。
与现有技术相比，本发明提出的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法能够有效提升试验效率，本发明将配置过程和执行过程进行分离，配置过程不再占用试验时间，一旦配置完成，本系统可以自动或半自动的执行试验用例。试验结果表明，对于非扫描型，平均每个用例最大执行时间不超过1分钟。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其特征在于，其包括：PXI系统、LXI系统和接口适配器，所述PXI系统和所述LXI系统之间采用以太网进行级联；所述PXI系统和LXI系统通过扩展接口与所述接口适配器的扩展接口进行对接，在所述PXI系统的PXI总线上挂载有硬件资源，所述PXI系统内有PXI控制器，在所述PXI控制器内驻留操作软件；
在所述LXI系统的PXI总线上挂载有硬件资源；所述LXI系统的作用是对所述PXI系统进行槽位扩充；运行所述PXI控制器驻留的操作软件对所述PXI系统和LXI系统中所有硬件资源的统一调度和管理，实现自动/半自动的用例执行，具体包括以下步骤：
步骤1：利用所述操作软件将试验数据加载到所述PXI系统中；
步骤2：在所述操作软件中对所述步骤1加载的试验数据执行配置，具体为通过配置故障注入类型及其属性实现试验数据结构中故障注入方法与硬件资源的关联；通过配置故障测量类型及其属性实现试验数据结构中故障注入成功检测判据与硬件资源的关联；所述故障注入类型包括持续注入、扫描注入、通断注入和手动注入；当故障注入类型为持续注入时，所述故障注入类型的属性包括注入通道、输出参数、限制值和超时，所述输出参数包括输出电压、输出电流和输出电阻，所述限制值包括限流值和限压值；当故障注入类型为扫描注入时，所述故障注入类型的属性包括注入通道、输出参数、扫描间隔、扫描步进、截止参数、限制值和超时，所述截止参数包括截止电压、截止电流和截止电阻；当故障注入类型为通断注入时，所述故障注入类型的属性包括注入通道、初始状态、故障状态和超时；所述故障测量类型包括电压测量、电流测量、电阻测量、时间测量和手动测量，所述故障测量类型的属性包括测量类型、测试精度、测量方式、测试下限、测试上限和测量次数；
步骤3：利用所述操作软件调用所述PXI系统和LXI系统的硬件资源执行故障注入，并判断故障注入是否成功，具体步骤如下：
步骤31：执行故障注入；
当故障注入类型为持续注入时，具体执行过程的强制终止条件为限制值，工作过程中一旦触发强制终止条件，执行过程立即结束；
当故障注入类型为扫描注入时，具体执行过程以输出参数、扫描间隔、扫描步进、截止参数逐次输出直至扫描结束，执行过程的强制终止条件为限制值，工作过程中一旦触发强制终止条件，执行过程立即结束；
步骤32：判断故障注入是否成功；
在所述操作软件中在线调整测试上限和测试下限，所述操作软件根据所述步骤2中的故障测量类型调用所述PXI系统的硬件资源，利用所述PXI系统的硬件资源读取与所述故障测量类型对应的测试结果，所述测试结果为执行本次故障注入时从激励仪器读取到的实际结果；根据所述测试结果与测试上限和测试下限进行故障注入是否成功的判断；
步骤4：在所述步骤3执行结束后，在所述操作软件中对所述步骤3执行后获得的数据进行在线处理，获得试验现象、检测结论和隔离结论；
步骤5：循环执行所述步骤4，直至所有试验用例执行结束，在所述操作软件中进行数据存储管理和数据检索。
2.根据权利要求1所述的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其特征在于，所述PXI系统的PXI总线上挂载的硬件资源包括：万用表模块，示波器模块，程控电源模块和矩阵开关模块；所述LXI系统的PXI总线上挂载的硬件资源包括：功率开关模块，可编程电阻模块和通用开关模块。
3.根据权利要求1所述的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其特征在于，所述PXI控制器内驻留的操作软件为测试性试验用例执行软件，所述操作软件用于对所述PXI系统的PXI总线上挂载的硬件资源和LXI系统的PXI总线上挂载的硬件资源进行状态读取、使用/禁用控制、试验用例库配置信息的读写和试验数据的记录。
4.根据权利要求1所述的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其特征在于，所述步骤1中试验数据包括：试验用例编号、试验用例名称、故障注入方法、故障注入类型、检测方法和故障注入成功检测判据。
5.根据权利要求1所述的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其特征在于，所述步骤2中对所述步骤1加载的试验数据执行配置具体为：所述持续注入包括电压持续注入、电流持续注入和电阻持续注入，所述扫描注入包括电压扫描注入、电流扫描注入和电阻扫描注入；所述通断注入包括开关通断和矩阵切换。
6.根据权利要求1所述的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其特征在于，所述步骤3中执行故障注入的方式包括：单步执行，半自动执行和连续执行；所述单步执行为每次执行一个用例，执行后结束；所述半自动执行为从当前用例开始，每次执行完一个用例之后，弹出提示框，进入等待状态，等待执行指令，接收到执行指令后顺序执行下一个用例；所述连续执行为从当前用例开始，连续执行，不需要提示，直至结束所有用例执行。
7.根据权利要求1所述的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其特征在于，所述步骤4中的试验现象包括实际测量获取的所有测试数据和来自试验对象的响应数据；检测结论包括自身检测结论和系统检测结论；隔离结论包括隔离模糊组具体名称和隔离模糊组大小。
8.根据权利要求1所述的面向测试性试验的半自动/自动执行系统的用例执行方法，其特征在于，所述步骤5中数据存储管理的内容包括用例信息、故障注入信息、故障监控信息和故障注入结论；所述用例信息包括：用例编号、故障注入位置和故障测量位置；所述故障注入信息包括：激励仪器、故障注入类型和应力大小；所述故障监控信息包括：测量仪器、测量类型、测试上限、测试下限和测试结果；所述故障注入结论包括故障注入结果和故障注入时间；所述数据检索的条件包括：故障注入时间、故障注入结果、故障隔离成功与否和隔离模糊组大小。
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