韓應(yīng)都

摘 要： 適用性、靈活性和可擴(kuò)展性是柔性測(cè)試技術(shù)中的三大特性，測(cè)試平臺(tái)通過(guò)光纖內(nèi)存反射網(wǎng)絡(luò)并行控制和管理各子單元，既可以根據(jù)當(dāng)前型號(hào)的測(cè)試任務(wù)靈活配置各子單元，適用于當(dāng)前型號(hào)的測(cè)試任務(wù)，也可以根據(jù)未來(lái)型號(hào)新的測(cè)試任務(wù)增加新子單元，適用于未來(lái)型號(hào)的測(cè)試任務(wù)，使三大特性發(fā)揮的淋漓盡致。

關(guān)鍵詞： 柔性測(cè)試技術(shù)； 光纖內(nèi)存反射網(wǎng)； 測(cè)控平臺(tái)； VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)： TN911.7?34； TJ760.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）13?0033?03

Design of test and air?to?air missile auto?control platform

based on flexible testing technology

HAN Ying?du

（China Airborne Missile Academy， Luoyang 471099， China）

Abstract： Flexible testing technology has the three characters of applicability， flexibility and extensibility. The testing platform carries out parallel control and management of every sub?unit through the reflective memory network. It can allocate every sub?unit according to the task to test all the available air?to?air missiles， and also can add new sub?unit according to the task to test the future air?to?air missiles. It has made full use of the three characters of flexible testing technology.

Keywords： flexible testing technology； fiber reflective memory network； test and control platform； VMIC reflective memory network

0 引 言

柔性測(cè)試技術(shù)是泛華測(cè)控于2007年11月提出的一種全新的理念，以測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)的整體功能及性能為關(guān)注對(duì)象，對(duì)滿足測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)需求的方法和手段進(jìn)行研究及開發(fā)的技術(shù)。其優(yōu)勢(shì)在于它更趨近于測(cè)試測(cè)量的最終解決方案，核心技術(shù)是虛擬儀器技術(shù)、測(cè)試測(cè)量技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、軟件技術(shù)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)為總線技術(shù)、儀器互換技術(shù)、可重配置技術(shù)。

柔性測(cè)試系統(tǒng)是一種能夠快速和準(zhǔn)確響應(yīng)測(cè)試需求變化而構(gòu)建的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，能夠根據(jù)測(cè)試任務(wù)的需求和測(cè)試環(huán)境的變化，快速改變系統(tǒng)的組織模式、硬件與軟件結(jié)構(gòu)、以迅速調(diào)節(jié)測(cè)試功能來(lái)適應(yīng)新任務(wù)和新環(huán)境的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。精確性、可靠性、適用性、靈活性、拓展性為柔性測(cè)試系統(tǒng)所追求的目標(biāo)。

柔性測(cè)試技術(shù)是測(cè)試?yán)砟畹囊环N轉(zhuǎn)變，它不是針對(duì)某一個(gè)或一類具體的測(cè)試對(duì)象來(lái)具體構(gòu)建通用型的測(cè)試系統(tǒng)，而是根據(jù)測(cè)試要求和測(cè)量對(duì)象，從應(yīng)用出發(fā)來(lái)規(guī)劃完整的測(cè)試平臺(tái)，將測(cè)試測(cè)量解決方案或系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)作為一個(gè)整體來(lái)考慮，通過(guò)分析測(cè)試需求，站在全局的高度來(lái)構(gòu)建整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)，為各種測(cè)試測(cè)量需求提供完整的解決方案[1?2]。

1 測(cè)試平臺(tái)總體設(shè)計(jì)思想

測(cè)控平臺(tái)面向國(guó)內(nèi)所有在研型號(hào)以及今后5～10年的空空導(dǎo)彈，負(fù)責(zé)整個(gè)測(cè)試任務(wù)的總體調(diào)度、控制和管理， 具有快速改變系統(tǒng)的組織模式、以迅速調(diào)節(jié)測(cè)試功能來(lái)適應(yīng)新任務(wù)和新環(huán)境的自動(dòng)測(cè)試能力，即根據(jù)不同的子單元配置，構(gòu)建具有不同功能的測(cè)試平臺(tái)，體現(xiàn)了柔性測(cè)試技術(shù)中適用性、靈活性和擴(kuò)展性三個(gè)特性。

測(cè)控平臺(tái)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)向各子單元發(fā)出指令，并且根據(jù)測(cè)試的具體要求從各子單元獲取最新的處理信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)各子單元的閉環(huán)控制和管理，完成空空導(dǎo)彈的測(cè)試。

通過(guò)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)與測(cè)控平臺(tái)連接的子單元主要有測(cè)控單元、目標(biāo)及干擾單元、導(dǎo)彈模擬發(fā)射單元、引戰(zhàn)測(cè)試單元、導(dǎo)彈姿態(tài)控制單元（三軸轉(zhuǎn)臺(tái)）、數(shù)據(jù)采集、分析及評(píng)估單元等，當(dāng)然根據(jù)未來(lái)型號(hào)的需要，還可以無(wú)限制的增加其他子單元[3?4]。整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

圖1 測(cè)試平臺(tái)原理圖

2 測(cè)控平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)

測(cè)控平臺(tái)硬件主要由主控計(jì)算機(jī)和光纖網(wǎng)絡(luò)組成。下面主要介紹光纖反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

2.1 VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)

VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)允許計(jì)算機(jī)、工作站、PLC，還有其他使用不同操作系統(tǒng)或無(wú)操作系統(tǒng)的嵌入式控制器通過(guò)VMIC內(nèi)存反射設(shè)備實(shí)時(shí)地分享數(shù)據(jù)。反射內(nèi)存網(wǎng)概念如圖2所示，對(duì)于本地節(jié)點(diǎn)、映像內(nèi)存模板以共享內(nèi)存的方式出現(xiàn)，可以使用包括應(yīng)用軟件自身在內(nèi)的各級(jí)軟件來(lái)讀寫數(shù)據(jù)。寫入一個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存的數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)硬件傳輸?shù)狡渌械墓?jié)點(diǎn)，并且在這些節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存中的儲(chǔ)存地址都相同，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程不涉及任何節(jié)點(diǎn)的處理器，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都存有共享數(shù)據(jù)的本地拷貝以便可以即時(shí)訪問(wèn)。

圖2 虛擬反射內(nèi)存網(wǎng)

2.1.1 反射內(nèi)存網(wǎng)卡

選用GE公司的VMIC?5565系列反射內(nèi)存網(wǎng)卡，具有PCI、PMC、VME等多種總線連接方式，通過(guò)轉(zhuǎn)接套卡，還可以接入CPCI、PXI、PC104等總線系統(tǒng)中。其映像內(nèi)存最多可以允許256個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)（節(jié)點(diǎn)）之間的數(shù)據(jù)共享，速率最高可達(dá)174 MB/s。每個(gè)映像內(nèi)存具有64 MB或128 MB的板上SDRAM，通過(guò)一個(gè)高速光纖數(shù)據(jù)通道廣播到其他映像內(nèi)存節(jié)點(diǎn)，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸軟件透明，不需I/O開銷，支持實(shí)時(shí)中斷實(shí)時(shí)廣播。它還具有連接仲裁、中斷傳輸、PCI啟動(dòng)器/DMA功能、錯(cuò)誤管理、防止數(shù)據(jù)丟失的保護(hù)措施、冗余傳輸模式、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視等特性。

2.1.2 反射內(nèi)存網(wǎng)集線器

選用VMIACC?5595?208型號(hào)網(wǎng)絡(luò)集線器，具有8個(gè)接口，采用級(jí)聯(lián)方式可擴(kuò)展接口數(shù)。

2.2 VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以訪問(wèn)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)的共享內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)相互通信，并具有很高的通信速率。但環(huán)形網(wǎng)絡(luò)存在一定隱患，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或某一節(jié)點(diǎn)未上電時(shí)，光纖環(huán)在此點(diǎn)發(fā)生斷路，整個(gè)系統(tǒng)都無(wú)法正常工作。

星形網(wǎng)絡(luò)的核心部件是VMIC集線器，它有8個(gè)接口，即一臺(tái)集線器最多可以連接8臺(tái)計(jì)算機(jī)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)的數(shù)量超過(guò)8臺(tái)時(shí)，集線器可以通過(guò)級(jí)聯(lián)的方式進(jìn)行擴(kuò)展。集線器的內(nèi)部實(shí)際上也是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它能夠完成信息自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)功能，且不損失信號(hào)，尤其是其內(nèi)置了旁路開關(guān)，能夠在系統(tǒng)中某些機(jī)器出現(xiàn)故障或者掉電（包括未開機(jī)）的情況下自動(dòng)跳過(guò)這些不連貫的節(jié)點(diǎn)而保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行[5?7]。這樣，網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可以不受故障機(jī)器的影響訪問(wèn)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)的共享內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)通信。因此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用星形結(jié)構(gòu)，來(lái)構(gòu)造光纖反射內(nèi)存網(wǎng)。

3 測(cè)試平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

3.1 測(cè)控軟件的層次模型

測(cè)控單元通過(guò)VMIC內(nèi)存反射網(wǎng)絡(luò)與實(shí)際執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的各子單元進(jìn)行連接，形成多機(jī)共享存儲(chǔ)器以及Client（總控單元）/Server（受控子單元）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制與控制模式。

整個(gè)測(cè)控單元的界面層次軟件分別運(yùn)行于各子單元中，共用同一個(gè)通信層的軟件底層，協(xié)同完成測(cè)試的全過(guò)程?；赩MIC內(nèi)存反射網(wǎng)的共享存儲(chǔ)模型將系統(tǒng)間的通信簡(jiǎn)化到了如同訪問(wèn)本地內(nèi)存的層次上，因此網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵就變成了如何制定一套各個(gè)計(jì)算機(jī)之間都可以相互理解的存儲(chǔ)模型，使得任何計(jì)算機(jī)都可以便捷地了解當(dāng)前系統(tǒng)中所有可能利用的信息[8?10]。

不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中的所有計(jì)算機(jī)實(shí)際上處于同等地位，是一種典型的共享內(nèi)存的集群。當(dāng)然，這種相互之間內(nèi)存的共享是有限制的共享，本機(jī)只允許修改分配給本機(jī)共享內(nèi)存空間而不具有修改其余計(jì)算機(jī)共享內(nèi)存空間的權(quán)限。這種非平面式的內(nèi)存共享實(shí)際上非常自然地實(shí)現(xiàn)了不同計(jì)算機(jī)執(zhí)行不同權(quán)限操作的要求。

3.2 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

根據(jù)各子單元的功能特性、數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)量制訂通信協(xié)議，常規(guī)的方法是根據(jù)任務(wù)需求分別設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型，可以包括控制指令、控制量和狀態(tài)數(shù)據(jù)等，為避免反射內(nèi)存網(wǎng)上無(wú)效的初始值對(duì)控制過(guò)程造成影響，還需要增加一些節(jié)點(diǎn)狀態(tài)識(shí)別信息。下面以測(cè)控平臺(tái)與導(dǎo)彈姿態(tài)控制子單元的通信為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明協(xié)議數(shù)據(jù)類型，如圖3所示。

圖3 姿態(tài)控制子單元通信協(xié)議

構(gòu)造一個(gè)混合數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)體，測(cè)控平臺(tái)和姿態(tài)控制子單元各負(fù)責(zé)其中部分緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)更新?；顒?dòng)計(jì)數(shù)表示姿態(tài)控制子單元已啟動(dòng)，且工作正常，典型的方法是每隔50 ms增加計(jì)數(shù)值；狀態(tài)信息用于表示姿態(tài)控制子單元的當(dāng)前狀態(tài)，一般按位或位組進(jìn)行組合，構(gòu)造成無(wú)符號(hào)整數(shù)，表示諸如自檢狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)方式、達(dá)位標(biāo)記等信息；數(shù)據(jù)類型剩余部分用于表示姿態(tài)控制子單元的位置參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)等。

測(cè)控平臺(tái)每下達(dá)一個(gè)新的指令，指令更新就增加計(jì)數(shù)，用以提醒姿態(tài)控制子單元響應(yīng)指令，具體指令參數(shù)由后續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)值給出。

3.3 測(cè)控軟件流程

測(cè)控平臺(tái)在時(shí)間上并行控制和管理各子單元，然后根據(jù)導(dǎo)彈測(cè)試時(shí)序，依次完成導(dǎo)彈各種性能測(cè)試，具體軟件工作流程如圖4所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

測(cè)控平臺(tái)通過(guò)光纖內(nèi)存反射網(wǎng)絡(luò)并行控制和管理各子單元，極大地體現(xiàn)了柔性測(cè)試技術(shù)中靈活性和可擴(kuò)展性的優(yōu)點(diǎn)。即可以根據(jù)當(dāng)前在研型號(hào)的測(cè)試任務(wù)靈活配置各子單元，也可以根據(jù)未來(lái)型號(hào)新的測(cè)試任務(wù)無(wú)限制增加子單元（只要不超過(guò)內(nèi)存反射網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)、傳輸速度等限制），所以，測(cè)控平臺(tái)覆蓋了當(dāng)前國(guó)內(nèi)所有在研型號(hào)以及今后5～10年空空導(dǎo)彈的測(cè)試任務(wù)，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

圖4 測(cè)控平臺(tái)軟件流程圖

參考文獻(xiàn)

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2.1.2 反射內(nèi)存網(wǎng)集線器

選用VMIACC?5595?208型號(hào)網(wǎng)絡(luò)集線器，具有8個(gè)接口，采用級(jí)聯(lián)方式可擴(kuò)展接口數(shù)。

2.2 VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以訪問(wèn)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)的共享內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)相互通信，并具有很高的通信速率。但環(huán)形網(wǎng)絡(luò)存在一定隱患，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或某一節(jié)點(diǎn)未上電時(shí)，光纖環(huán)在此點(diǎn)發(fā)生斷路，整個(gè)系統(tǒng)都無(wú)法正常工作。

星形網(wǎng)絡(luò)的核心部件是VMIC集線器，它有8個(gè)接口，即一臺(tái)集線器最多可以連接8臺(tái)計(jì)算機(jī)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)的數(shù)量超過(guò)8臺(tái)時(shí)，集線器可以通過(guò)級(jí)聯(lián)的方式進(jìn)行擴(kuò)展。集線器的內(nèi)部實(shí)際上也是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它能夠完成信息自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)功能，且不損失信號(hào)，尤其是其內(nèi)置了旁路開關(guān)，能夠在系統(tǒng)中某些機(jī)器出現(xiàn)故障或者掉電（包括未開機(jī)）的情況下自動(dòng)跳過(guò)這些不連貫的節(jié)點(diǎn)而保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行[5?7]。這樣，網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可以不受故障機(jī)器的影響訪問(wèn)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)的共享內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)通信。因此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用星形結(jié)構(gòu)，來(lái)構(gòu)造光纖反射內(nèi)存網(wǎng)。

3 測(cè)試平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

3.1 測(cè)控軟件的層次模型

測(cè)控單元通過(guò)VMIC內(nèi)存反射網(wǎng)絡(luò)與實(shí)際執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的各子單元進(jìn)行連接，形成多機(jī)共享存儲(chǔ)器以及Client（總控單元）/Server（受控子單元）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制與控制模式。

整個(gè)測(cè)控單元的界面層次軟件分別運(yùn)行于各子單元中，共用同一個(gè)通信層的軟件底層，協(xié)同完成測(cè)試的全過(guò)程?；赩MIC內(nèi)存反射網(wǎng)的共享存儲(chǔ)模型將系統(tǒng)間的通信簡(jiǎn)化到了如同訪問(wèn)本地內(nèi)存的層次上，因此網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵就變成了如何制定一套各個(gè)計(jì)算機(jī)之間都可以相互理解的存儲(chǔ)模型，使得任何計(jì)算機(jī)都可以便捷地了解當(dāng)前系統(tǒng)中所有可能利用的信息[8?10]。

不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中的所有計(jì)算機(jī)實(shí)際上處于同等地位，是一種典型的共享內(nèi)存的集群。當(dāng)然，這種相互之間內(nèi)存的共享是有限制的共享，本機(jī)只允許修改分配給本機(jī)共享內(nèi)存空間而不具有修改其余計(jì)算機(jī)共享內(nèi)存空間的權(quán)限。這種非平面式的內(nèi)存共享實(shí)際上非常自然地實(shí)現(xiàn)了不同計(jì)算機(jī)執(zhí)行不同權(quán)限操作的要求。

3.2 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

根據(jù)各子單元的功能特性、數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)量制訂通信協(xié)議，常規(guī)的方法是根據(jù)任務(wù)需求分別設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型，可以包括控制指令、控制量和狀態(tài)數(shù)據(jù)等，為避免反射內(nèi)存網(wǎng)上無(wú)效的初始值對(duì)控制過(guò)程造成影響，還需要增加一些節(jié)點(diǎn)狀態(tài)識(shí)別信息。下面以測(cè)控平臺(tái)與導(dǎo)彈姿態(tài)控制子單元的通信為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明協(xié)議數(shù)據(jù)類型，如圖3所示。

圖3 姿態(tài)控制子單元通信協(xié)議

構(gòu)造一個(gè)混合數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)體，測(cè)控平臺(tái)和姿態(tài)控制子單元各負(fù)責(zé)其中部分緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)更新?；顒?dòng)計(jì)數(shù)表示姿態(tài)控制子單元已啟動(dòng)，且工作正常，典型的方法是每隔50 ms增加計(jì)數(shù)值；狀態(tài)信息用于表示姿態(tài)控制子單元的當(dāng)前狀態(tài)，一般按位或位組進(jìn)行組合，構(gòu)造成無(wú)符號(hào)整數(shù)，表示諸如自檢狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)方式、達(dá)位標(biāo)記等信息；數(shù)據(jù)類型剩余部分用于表示姿態(tài)控制子單元的位置參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)等。

測(cè)控平臺(tái)每下達(dá)一個(gè)新的指令，指令更新就增加計(jì)數(shù)，用以提醒姿態(tài)控制子單元響應(yīng)指令，具體指令參數(shù)由后續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)值給出。

3.3 測(cè)控軟件流程

測(cè)控平臺(tái)在時(shí)間上并行控制和管理各子單元，然后根據(jù)導(dǎo)彈測(cè)試時(shí)序，依次完成導(dǎo)彈各種性能測(cè)試，具體軟件工作流程如圖4所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

測(cè)控平臺(tái)通過(guò)光纖內(nèi)存反射網(wǎng)絡(luò)并行控制和管理各子單元，極大地體現(xiàn)了柔性測(cè)試技術(shù)中靈活性和可擴(kuò)展性的優(yōu)點(diǎn)。即可以根據(jù)當(dāng)前在研型號(hào)的測(cè)試任務(wù)靈活配置各子單元，也可以根據(jù)未來(lái)型號(hào)新的測(cè)試任務(wù)無(wú)限制增加子單元（只要不超過(guò)內(nèi)存反射網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)、傳輸速度等限制），所以，測(cè)控平臺(tái)覆蓋了當(dāng)前國(guó)內(nèi)所有在研型號(hào)以及今后5～10年空空導(dǎo)彈的測(cè)試任務(wù)，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

圖4 測(cè)控平臺(tái)軟件流程圖

參考文獻(xiàn)

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2.1.2 反射內(nèi)存網(wǎng)集線器

選用VMIACC?5595?208型號(hào)網(wǎng)絡(luò)集線器，具有8個(gè)接口，采用級(jí)聯(lián)方式可擴(kuò)展接口數(shù)。

2.2 VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

VMIC反射內(nèi)存網(wǎng)有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以訪問(wèn)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)的共享內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)相互通信，并具有很高的通信速率。但環(huán)形網(wǎng)絡(luò)存在一定隱患，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或某一節(jié)點(diǎn)未上電時(shí)，光纖環(huán)在此點(diǎn)發(fā)生斷路，整個(gè)系統(tǒng)都無(wú)法正常工作。

星形網(wǎng)絡(luò)的核心部件是VMIC集線器，它有8個(gè)接口，即一臺(tái)集線器最多可以連接8臺(tái)計(jì)算機(jī)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)的數(shù)量超過(guò)8臺(tái)時(shí)，集線器可以通過(guò)級(jí)聯(lián)的方式進(jìn)行擴(kuò)展。集線器的內(nèi)部實(shí)際上也是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它能夠完成信息自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)功能，且不損失信號(hào)，尤其是其內(nèi)置了旁路開關(guān)，能夠在系統(tǒng)中某些機(jī)器出現(xiàn)故障或者掉電（包括未開機(jī)）的情況下自動(dòng)跳過(guò)這些不連貫的節(jié)點(diǎn)而保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行[5?7]。這樣，網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可以不受故障機(jī)器的影響訪問(wèn)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)的共享內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)通信。因此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用星形結(jié)構(gòu)，來(lái)構(gòu)造光纖反射內(nèi)存網(wǎng)。

3 測(cè)試平臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

3.1 測(cè)控軟件的層次模型

測(cè)控單元通過(guò)VMIC內(nèi)存反射網(wǎng)絡(luò)與實(shí)際執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的各子單元進(jìn)行連接，形成多機(jī)共享存儲(chǔ)器以及Client（總控單元）/Server（受控子單元）結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制與控制模式。

整個(gè)測(cè)控單元的界面層次軟件分別運(yùn)行于各子單元中，共用同一個(gè)通信層的軟件底層，協(xié)同完成測(cè)試的全過(guò)程?；赩MIC內(nèi)存反射網(wǎng)的共享存儲(chǔ)模型將系統(tǒng)間的通信簡(jiǎn)化到了如同訪問(wèn)本地內(nèi)存的層次上，因此網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵就變成了如何制定一套各個(gè)計(jì)算機(jī)之間都可以相互理解的存儲(chǔ)模型，使得任何計(jì)算機(jī)都可以便捷地了解當(dāng)前系統(tǒng)中所有可能利用的信息[8?10]。

不難發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中的所有計(jì)算機(jī)實(shí)際上處于同等地位，是一種典型的共享內(nèi)存的集群。當(dāng)然，這種相互之間內(nèi)存的共享是有限制的共享，本機(jī)只允許修改分配給本機(jī)共享內(nèi)存空間而不具有修改其余計(jì)算機(jī)共享內(nèi)存空間的權(quán)限。這種非平面式的內(nèi)存共享實(shí)際上非常自然地實(shí)現(xiàn)了不同計(jì)算機(jī)執(zhí)行不同權(quán)限操作的要求。

3.2 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

根據(jù)各子單元的功能特性、數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)量制訂通信協(xié)議，常規(guī)的方法是根據(jù)任務(wù)需求分別設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型，可以包括控制指令、控制量和狀態(tài)數(shù)據(jù)等，為避免反射內(nèi)存網(wǎng)上無(wú)效的初始值對(duì)控制過(guò)程造成影響，還需要增加一些節(jié)點(diǎn)狀態(tài)識(shí)別信息。下面以測(cè)控平臺(tái)與導(dǎo)彈姿態(tài)控制子單元的通信為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明協(xié)議數(shù)據(jù)類型，如圖3所示。

圖3 姿態(tài)控制子單元通信協(xié)議

構(gòu)造一個(gè)混合數(shù)據(jù)類型的結(jié)構(gòu)體，測(cè)控平臺(tái)和姿態(tài)控制子單元各負(fù)責(zé)其中部分緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)更新?；顒?dòng)計(jì)數(shù)表示姿態(tài)控制子單元已啟動(dòng)，且工作正常，典型的方法是每隔50 ms增加計(jì)數(shù)值；狀態(tài)信息用于表示姿態(tài)控制子單元的當(dāng)前狀態(tài)，一般按位或位組進(jìn)行組合，構(gòu)造成無(wú)符號(hào)整數(shù)，表示諸如自檢狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)方式、達(dá)位標(biāo)記等信息；數(shù)據(jù)類型剩余部分用于表示姿態(tài)控制子單元的位置參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)等。

測(cè)控平臺(tái)每下達(dá)一個(gè)新的指令，指令更新就增加計(jì)數(shù)，用以提醒姿態(tài)控制子單元響應(yīng)指令，具體指令參數(shù)由后續(xù)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)值給出。

3.3 測(cè)控軟件流程

測(cè)控平臺(tái)在時(shí)間上并行控制和管理各子單元，然后根據(jù)導(dǎo)彈測(cè)試時(shí)序，依次完成導(dǎo)彈各種性能測(cè)試，具體軟件工作流程如圖4所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

測(cè)控平臺(tái)通過(guò)光纖內(nèi)存反射網(wǎng)絡(luò)并行控制和管理各子單元，極大地體現(xiàn)了柔性測(cè)試技術(shù)中靈活性和可擴(kuò)展性的優(yōu)點(diǎn)。即可以根據(jù)當(dāng)前在研型號(hào)的測(cè)試任務(wù)靈活配置各子單元，也可以根據(jù)未來(lái)型號(hào)新的測(cè)試任務(wù)無(wú)限制增加子單元（只要不超過(guò)內(nèi)存反射網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)、傳輸速度等限制），所以，測(cè)控平臺(tái)覆蓋了當(dāng)前國(guó)內(nèi)所有在研型號(hào)以及今后5～10年空空導(dǎo)彈的測(cè)試任務(wù)，具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

圖4 測(cè)控平臺(tái)軟件流程圖

參考文獻(xiàn)

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