廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司 吳鑒冰

通信電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司 吳鑒冰

隨著現(xiàn)代信息科學(xué)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)的高速發(fā)展，加速了電子測(cè)量技術(shù)的變革，新的測(cè)量方法、理念不斷的涌現(xiàn)，測(cè)量技術(shù)正朝著數(shù)字化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、多功能化的方向發(fā)展。手工測(cè)試越來(lái)越不能滿(mǎn)足企業(yè)日常經(jīng)營(yíng)的實(shí)際要求，于是引入了自動(dòng)化測(cè)試來(lái)幫助減輕測(cè)試所帶來(lái)的壓力。本文介紹了電臺(tái)測(cè)試軟件結(jié)構(gòu)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，遵循的設(shè)計(jì)原則，測(cè)試方法等內(nèi)容；分析了電臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)軟、硬件結(jié)構(gòu)以及軟件實(shí)現(xiàn)。

電臺(tái)；自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；軟件設(shè)計(jì)；功能實(shí)現(xiàn)

1.前言

科技的迅速發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)(Automatic Test System，ATS）應(yīng)用在通信、航空航天、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。隨著軟件系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)能夠?qū)Ω黝?lèi)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行高速而又準(zhǔn)確的處理，在軟件測(cè)試中可以由計(jì)算機(jī)代替人工去測(cè)試固定測(cè)試項(xiàng)目，還可以實(shí)現(xiàn)與時(shí)序、死鎖、資源沖突、多線程等相關(guān)的復(fù)雜測(cè)試任務(wù)，大大減少測(cè)試人員的工作量和測(cè)試成本，并提供高效的測(cè)試效率。自動(dòng)化測(cè)試可重復(fù)使用，利用測(cè)試腳本編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。應(yīng)用較為廣泛，并且測(cè)試結(jié)果客觀、標(biāo)準(zhǔn)。

2.電臺(tái)測(cè)試軟件結(jié)構(gòu)及測(cè)試方法

國(guó)內(nèi)目前電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)框架主要有關(guān)鍵字/表驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與關(guān)鍵字的混合框架等。測(cè)試方法主要有關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化測(cè)試方法，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化測(cè)試方法。關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)方式的測(cè)試代碼便于重用，并且數(shù)據(jù)表記錄包含了動(dòng)作，輸入數(shù)據(jù)和輸出的期望結(jié)果；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不便測(cè)試代碼重用，并且對(duì)測(cè)試人員的編程能力要求比較高；應(yīng)用廣泛的為關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的混合測(cè)試方法，具有兼容關(guān)鍵字驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)。軟件自動(dòng)化測(cè)試實(shí)現(xiàn)的主要方法有∶進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的代碼分析、捕獲和回放測(cè)試過(guò)程、測(cè)試腳本技術(shù)、虛擬用戶(hù)技術(shù)和測(cè)試管理技術(shù)[2]。

3.電臺(tái)軟件自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程

電臺(tái)軟件測(cè)試主要有單元測(cè)試、集成測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試以及驗(yàn)收測(cè)試，自底向上、逐步集成。

單元測(cè)試實(shí)現(xiàn)試開(kāi)發(fā)軟件中最小的單元模塊(或源程序單元)。即在某個(gè)特定條件下測(cè)試對(duì)應(yīng)的特定函數(shù)，或者測(cè)試由幾個(gè)函數(shù)組成的部分功能。集成測(cè)試將一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中己經(jīng)測(cè)試過(guò)的各個(gè)模塊組裝起來(lái)進(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證各模塊一起工作時(shí)彼此間沒(méi)有沖突干擾，且模塊間的數(shù)據(jù)可以正確的傳輸，檢查程序設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是否存在問(wèn)題。確認(rèn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)并己修正接口的錯(cuò)誤，需要開(kāi)始確認(rèn)測(cè)試，檢驗(yàn)軟件開(kāi)發(fā)初期制定的驗(yàn)證準(zhǔn)則，確保開(kāi)發(fā)的軟件能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能以及性能的要求。系統(tǒng)測(cè)試檢驗(yàn)開(kāi)發(fā)的軟件產(chǎn)品能否與系統(tǒng)的其他部分（如計(jì)算機(jī)硬件、網(wǎng)絡(luò)、外部設(shè)備等）協(xié)調(diào)的工作，以及該系統(tǒng)是否滿(mǎn)足需求規(guī)格。驗(yàn)收測(cè)試確定開(kāi)發(fā)的軟件是否滿(mǎn)足最終用戶(hù)的需求。

最后，整合測(cè)試用例、測(cè)試框架和測(cè)試程序進(jìn)行聯(lián)調(diào)。保證能夠正確有效的測(cè)試軟件產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)電臺(tái)設(shè)備存在的問(wèn)題。

4.電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試軟件設(shè)計(jì)

4.1 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件分成交互界面、程序級(jí)、功能描述級(jí)和驅(qū)動(dòng)級(jí)等。頂層的交互界面作用是實(shí)現(xiàn)所有相關(guān)信息的獲取與展示，并且把測(cè)試相關(guān)的儀器信息、參數(shù)信息等傳給測(cè)試參數(shù)程序以及配置文件，然后調(diào)用測(cè)試參數(shù)程序以完成最終的電臺(tái)參數(shù)測(cè)試功能。電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件主要由信息管理、自檢校準(zhǔn)、測(cè)試開(kāi)發(fā)、測(cè)試執(zhí)行、信息查詢(xún)和系統(tǒng)幫助六個(gè)模塊組成，包含的主要數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括平臺(tái)綜合信息庫(kù)、自檢校準(zhǔn)信息庫(kù)、被測(cè)對(duì)象信息庫(kù)、測(cè)試結(jié)果信息庫(kù)和測(cè)試參數(shù)庫(kù)等。電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的主要任務(wù)是控制電臺(tái)工作在指定狀態(tài)下，并控制測(cè)試設(shè)備即各種PXI板卡，令其產(chǎn)生信號(hào)供給電臺(tái)工作使用或接收并分析電臺(tái)返回來(lái)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電臺(tái)關(guān)鍵性能參數(shù)的測(cè)量進(jìn)而判斷電臺(tái)是否處于正常工作狀態(tài)。

4.2 電臺(tái)測(cè)試設(shè)備信息管理

電臺(tái)測(cè)試設(shè)備信息管理主要實(shí)現(xiàn)電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)硬件驅(qū)動(dòng)的名稱(chēng)，驅(qū)動(dòng)所在位置等硬件信息的增加、刪除、修改和查詢(xún)。被測(cè)設(shè)備信息管理是對(duì)被測(cè)試電臺(tái)的名稱(chēng)，生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)時(shí)間，所屬單位，預(yù)計(jì)報(bào)廢時(shí)間等信息的增加、刪除、修改和查詢(xún)，同時(shí)作為信息入口，是測(cè)試開(kāi)發(fā)和測(cè)試執(zhí)行的基礎(chǔ)。校準(zhǔn)信息管理是對(duì)校準(zhǔn)人員，校準(zhǔn)單位，校準(zhǔn)證書(shū)存儲(chǔ)位置等信息的增刪改查，同時(shí)可以查看校準(zhǔn)單位頒發(fā)的設(shè)備校準(zhǔn)證書(shū)。同時(shí)可查看開(kāi)機(jī)自檢信息，每次自檢結(jié)果自動(dòng)存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)表中。

電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在工作過(guò)程中，射頻輸入輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的連接線纜和開(kāi)關(guān)，容易產(chǎn)生測(cè)量通道的誤差。為減少測(cè)量通道誤差，需要對(duì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行通道校準(zhǔn)，保存校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并對(duì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定處理以便進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)償。需要針對(duì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)擬合方法是相鄰頻率點(diǎn)直線擬合法。

4.3 自動(dòng)測(cè)試軟件功能實(shí)現(xiàn)

本文按實(shí)踐設(shè)計(jì)的短波電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)為例，作為平臺(tái)型的軟件，必須具備非常靈活的產(chǎn)品架構(gòu)，在保證主體框架不變的前提下，可以方便地實(shí)現(xiàn)型號(hào)、批次、測(cè)試和儀器管理，使用戶(hù)在配置和測(cè)試時(shí)，達(dá)到周期短、操作方便。軟件架構(gòu)需采用了獨(dú)立的測(cè)試層和用戶(hù)界面層系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)。分為功能測(cè)試流程和數(shù)據(jù)管理層（即客戶(hù)端）和設(shè)備驅(qū)動(dòng)、儀器管理、測(cè)試層（即服務(wù)端），客戶(hù)端負(fù)責(zé)測(cè)試流程的定制、測(cè)試參數(shù)設(shè)置、測(cè)試規(guī)劃管理、數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)和顯示，實(shí)現(xiàn)各種用戶(hù)界面操作接口。服務(wù)器端主要負(fù)責(zé)各類(lèi)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和儀器管理及根據(jù)客戶(hù)端指令進(jìn)行某個(gè)指定功能的測(cè)試，服務(wù)端實(shí)現(xiàn)了儀器和測(cè)試透明化管理，為客戶(hù)端提供統(tǒng)一的測(cè)試接口。它解決了電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試軟件的業(yè)務(wù)描述，與電臺(tái)型號(hào)、測(cè)試批次、測(cè)試儀器型號(hào)、電臺(tái)測(cè)試指標(biāo)、指標(biāo)測(cè)試參數(shù)設(shè)置之間的交互管理問(wèn)題。

在測(cè)試層，應(yīng)提供獨(dú)立的儀器管理功能、統(tǒng)一的測(cè)試接口和可擴(kuò)展的設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊。該層屏蔽了技術(shù)細(xì)節(jié)，具有良好的擴(kuò)展性和兼容性，使開(kāi)發(fā)人員能夠集中精力關(guān)注電臺(tái)測(cè)試中的業(yè)務(wù)與管理問(wèn)題。為用戶(hù)界面層提供透明的儀器管理和測(cè)試功能模塊，上層僅需要告訴測(cè)試層需要什么測(cè)試功能及參數(shù)即可，而不必關(guān)心是哪一臺(tái)儀器以及怎么實(shí)現(xiàn)了測(cè)試功能。統(tǒng)一的測(cè)試接口，讓上層開(kāi)發(fā)人員擺脫了用戶(hù)界面管理和繁瑣的儀器操作交錯(cuò)管理的夢(mèng)魘，從而有更多的精力為用戶(hù)提供更好的界面服務(wù)。

在用戶(hù)界面層，提供獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理功能和測(cè)試管理功能。

數(shù)據(jù)處理功能：包括電臺(tái)型號(hào)管理、批次管理、用戶(hù)管理、測(cè)試數(shù)據(jù)管理和報(bào)表輸出等，使用戶(hù)可以方便地定制新的型號(hào)和批次。

測(cè)試管理功能：包括測(cè)試規(guī)劃管理、測(cè)試項(xiàng)目定制、測(cè)試參數(shù)設(shè)置和測(cè)試操作等，使用戶(hù)可以方便地規(guī)劃測(cè)試和進(jìn)行測(cè)試。用戶(hù)界面層可以使用戶(hù)把所有的精力專(zhuān)注于電臺(tái)測(cè)試業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)、管理和操作。

圖1 電臺(tái)管理業(yè)務(wù)流程圖

用戶(hù)可單測(cè)一個(gè)指標(biāo)，也可測(cè)選中指標(biāo)名稱(chēng)前的復(fù)選框測(cè)試多個(gè)指標(biāo)，對(duì)已測(cè)試過(guò)的指標(biāo)會(huì)在右邊的已測(cè)電臺(tái)中列出，選中已測(cè)電臺(tái)可以查看已測(cè)結(jié)果，還可以重新測(cè)試該電臺(tái)。注： (測(cè)試單元格為藍(lán)色表示該指標(biāo)還沒(méi)有測(cè)試，為紅色表示測(cè)試不合格，為綠色則為測(cè)試合格)。單指標(biāo)重測(cè)：當(dāng)要重測(cè)的指標(biāo)是紅色時(shí)，只需單擊該指標(biāo)的測(cè)試單元格則啟動(dòng)測(cè)試程序，若為綠色時(shí)，需雙擊該指標(biāo)，測(cè)試該指標(biāo)。指標(biāo)內(nèi)重測(cè)：當(dāng)一指標(biāo)只是少數(shù)頻點(diǎn)或工作方式的測(cè)試有錯(cuò)誤時(shí)，可在測(cè)試結(jié)果窗體內(nèi)雙擊相的紅色單元格即可對(duì)該單元格的數(shù)據(jù)進(jìn)行重測(cè)，此種方式主要是節(jié)省時(shí)間。具體界面如圖2所示。

圖2 測(cè)試管理模塊界面2

圖3 測(cè)試電臺(tái)指標(biāo)設(shè)置界面

4.結(jié)論

軍用電臺(tái)在部隊(duì)裝備體系作用越來(lái)越重要，保障設(shè)備尤其是自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)近些年發(fā)展迅速。電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件包含系統(tǒng)管理、自檢校準(zhǔn)、測(cè)試開(kāi)發(fā)、測(cè)試執(zhí)行和信息查詢(xún)、故障診斷、測(cè)試分析等功能。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)完備，通過(guò)調(diào)用測(cè)試程序集實(shí)現(xiàn)對(duì)電臺(tái)裝備關(guān)鍵性能參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試與數(shù)據(jù)處理。

[1]潘國(guó)強(qiáng),李小龍,武文光．軍隊(duì)裝備大修現(xiàn)狀淺析[J]．裝備制造技術(shù),2011,6：111-113．

[2]刑亞坤,吳國(guó)慶,李永貴．軍用短波電臺(tái)野戰(zhàn)通用自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試方法研究[J]．現(xiàn)代電子技術(shù),2009,1：14-16．

[3]李濤．電臺(tái)自動(dòng)測(cè)試與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]．濟(jì)南：山東大學(xué),2012,10．