机载电子设备通用测试平台设计与实现

2022.09.22

张琼边海关

摘要：为了实现对不同种类、不同型号机载电子设备的测试，设计与研制了一套机载电子设备通用测试平台。文章简要介绍了平合的构成、硬件结构和软件设计思路；阐述了该平台扩展方便、程序开发容易、用户界面友好的特点。实践表明，该平台测试精度高、可靠性好、抗干扰能力强，完全可以满足机载电子设备测试要求。关键词：机载电子设备；通用测试系统；硬件设计；软件设计

0 引言

随着现代电子技术的不断发展，机载电子设备多元化、数字化、集成化程度越来越高，而在实际使用中，为保证机载电子设备功能有效、可靠的发挥，要求对其进行以功能测试、性能测试为主的技术保障。传统的机载电子设备专测设备已经不能适应快速、高效的测试要求，研制一种通用机载电子设备测试平台变得极为必要。这就需要组建一种性能优异，测试资源共享度高，测试成本低，能灵活适应被测对象的变化，能快速、准确、可靠地完成多种类多型号机载电子设备系统级、产品级性能测试的平台。

本文基于PXI总线技术组建了一种机载电子设备通用测试平台。该平台的主要功能是为各种、各型被测机载电子设备提供必须的激励信号和模拟实际工作情况，以测量设备各功能、性能指标和其它特征信息。

1 基本原理

测试就是给被测单元或被测件施加激励信号，检测输出的响应信号是否符合预定的目标或要求。产品的功能及性能指标进行装机前测试。航电系统综合联试台主要建立一个通用的软硬件测试平台。通过光纤局域网将主控系统与测试系统（包括信号仿真和监控）相连接；通过ICD管理软件实现硬件的管理、信号的配置和信号资源的管理；通过数据通信软件实现各系统之间数据的转发和命令处理功能；通过仿真测试软件实现产品的信号仿真、测试、监控。测试不同产品时，只需进行硬件配置即可，充分实现了软硬件资源的共享，达到了开放的效果，节省了成本，提高了工作效率。测试平台原理图如图I所示。

根据实现的功能将联试台分成电源系统、测试系统（信号仿真和监控）、主控系统三部分；通过电源系统为联试台和被测部品供电，通过测试系统进行总线和部品的仿真，实现被测部品交联信号的监控、解析，主控系统实现数据库与硬件资源的管理与配置功能；根据联试台的要求将软件分为ICD管理软件、仿真测试软件、数据通信软件；ICD管理软件实现各种总线信号和非总线信号的管理功能，仿真测试软件实现硬件资源配置和仿真测试步骤配置以及部品测试功能，数据通信软件实现信号仿真和监控；提供具有开放特性仿真测试框架，该框架构成核心仿真测试系统，对于不同的测试要求，可以基于核心测试系统为基础进行扩展；支持与其他仿真测试环境的互联与互操作；提供信号管理架构，该架构可以根据需要配置各种信号资源。

2 测试平台设计

2.1 设计思路

由于被测机载电子设备涉及到机电、导航、大气、对抗等多个系统，并且机型较多且更新速度快，因此，对通用测试平台的激励能力、测试能力、数据通信能力、可扩展能力等提出了较高的要求。测试平台主要设计思路为：通过光纤局域网将主控系统与测试系统（包括信号仿真和监控）相连接；通过ICD管理软件实现硬件的管理、信号的配置和信号资源的管理；通过数据通信软件实现各系统之间数据的转发和命令处理功能；通过仿真测试软件实现产品的信号仿真、测试、监控。测试不同产品时，只需进行硬件配置即可，充分实现了软硬件资源的共享，达到了开放的效果，节省了成本，提高了工作效率。测试平台数据传输原理图如图2所示。测试平台的基本设计原则可以概括为：通用化原则、集成化原则、扩展化原则、可配置原则、自动化原则。

2.2 硬件设计

在总体设计思想指导下，通用测试平台硬件部分主要由电源系统、主控系统、测试系统（包括信号仿真和信号监控）和其它辅助设备组成，其组成框图如图3所示。电源系统主要包括：服务器、PXI总线机箱（包括各类测试资源）、信号调理/转接模块、通用适配器、计量检定模块、机柜等其他辅助设备组成。

电源系统主要采用支持RS485控制模块的程控电源为测试平台和被测部品供电，通过测试系统可控制电压及电流的大小。可提供DC28V、AC115V/400Hz、AC36V/400Hz、AC26V/400Hz，能够满足被测机载电子设备供电需求。

主控系统主要由服务器主机、工业显示器、光纤交换机组成，主控系统装有ICD管理软件和相应数据库并通过光纤交换机将仿真系统和监控系统交联在一起，实现对硬件资源、信号资源的管理和ICD信息存储、数据传输、命令处理等功能。

测试系统主要由PXI总线机箱及工业显示器、零槽控制器、模拟量板卡、频率量板卡、离散量板卡、ARINC407板卡、ARINC429板卡、1553B板卡、RS422/485/232可编程板卡、音频信号板卡、可编程电阻信号板卡、SPI总线模块、IEEE488模块、PAL视频采集卡、VGA视频采集卡、电容源、信号调理电路等其它辅助部件组成。信号调理/转接模块：对所采集的信号的毛刺、抖动等现象进行平滑和过滤处理。其它辅助设备主要包括适配器、VPC海量连接器、LIF连接器、计量检定端口、测试线缆等组成。

2.3 软件设计

操作系统：选用Windows7。软件开发环境，测试系统和主控系统软件开发工具采用Visual Studio 2012，数据库采用Oracle。软件主要功能：ICD数据库管理功能；机型、子系统、被测设备、测试模块信息管理功能；产品信号配置功能；测试步骤配置功能；仿真系统、监控系统管理控制功能；数据仿真、监控、判读功能。机载电子设备通用测试平台程序框架采用MFC，基于多视窗形式设计。不同软件模块通过光纤局域网进行通讯。采用公共数据库存取模块实现数据库操作，底层采用ADO技术实现。ICD数据库存取部分通过调用ICD组件来实现。采用结构化的自顶向下设计，成为层次化的软件结构。层次间调用原则是：上层只能调下层，同层单向调用；不准反向调用和同层模块之间循环调用。软件模块结构图如图4所示。

ICD管理模块：ICD管理模块是机载电子设备通用测试平台能否正常运行的基础，结合MIL1553B、ARINC429、ARINC407、RS422/485/232等多種总线的通信协议及技术要求，通过用户管理、配置管理及数据复用等技术手段实现测试平台的机型、系统、被测产品以及ICD的管理。

仿真测试模块：仿真测试模块主要实现测试信号配置、手动测试、自动测试及测试结果保存等功能。仿真测试模块是与被测产品相交联的模块，能够将测试结果显示于显示器的对话框中，同时也将结果存储于数据库中将测试结果生成规范化报表形式，以便于查询与打印。

数据通信模块：主要实现信号仿真、监控命令的传输以及访问数据库中的产品测试配置方案和仿真数据，并向数据库中存储测试结果。根据系统功能的总体要求，将各软件功能模块有效地连接起来，可实现机载电子设备的自动测试。

3 结束语

机载电子设备通用测试平台是开放式、模块化、集成化的通用测试平台的设计，从技术方案的确立、硬件集成到软件开发等方面都遵从了开放式、通用性、标准化、模块化的设计思想。它具有很强的通用性、开放性，可根据用户需要进行功能扩展。若要实现某型机载电子设备的测试，则只需增加相应连接线缆、配置相应测试程序即可。实践表明，该平台测试精度高，可靠性好，抗干扰能力强，完全可以满足机载电子设备测试的要求，具有较高的军事和经济价值。

参考文献：

[1]魏俊淦，张然，等VXI总线控制的机载电子设备检测系统设计[J].中国测试技术，2007（6）：90-92.

[2]陶东香，茹东生，等.一种混合总线的机载电子设备通用测试诊断平台[J].自动化测试，2010（18）：738-740.