安 然，任家峪，張 卓，閔康磊，羅 鏗

(上海航天電子技術(shù)研究所，上海 201109)

基于USB的衛(wèi)星通用化地面測(cè)試軟件的設(shè)計(jì)

安 然，任家峪，張 卓，閔康磊，羅 鏗

(上海航天電子技術(shù)研究所，上海 201109)

針對(duì)當(dāng)前衛(wèi)星地面測(cè)試設(shè)備研制任務(wù)劇增、研制需求周期短、密度大、技術(shù)更新快的問題，將軟件工程中的組件技術(shù)引入衛(wèi)星測(cè)試軟件領(lǐng)域，提出利用測(cè)試功能組件構(gòu)建通用化測(cè)試軟件的設(shè)計(jì)思路;首先，對(duì)現(xiàn)有衛(wèi)星型號(hào)的地面測(cè)試任務(wù)做共性研究；然后，分析研究現(xiàn)有衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)和測(cè)控分系統(tǒng)單機(jī)地面測(cè)試涵蓋的所有測(cè)試功能，描述通用化測(cè)試軟件的研制需求；以通用化和模塊化的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行軟件概要設(shè)計(jì)；通過分析軟件組成、設(shè)計(jì)流程圖、搭建軟件界面等步驟進(jìn)行軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)；最后，軟件實(shí)現(xiàn);提出的基于USB接口的衛(wèi)星通用化地面測(cè)試軟件，通過某型號(hào)功放級(jí)地面測(cè)試和某型號(hào)Ka應(yīng)答機(jī)地面測(cè)試，經(jīng)驗(yàn)證，通用性強(qiáng)，覆蓋功能全面，能較好地滿足多個(gè)分系統(tǒng)單機(jī)設(shè)備的測(cè)試要求。

衛(wèi)星地面測(cè)試；軟件開發(fā)；軟件需求分析；通用化設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)計(jì)

0 引言

近年來，隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，衛(wèi)星研制的任務(wù)量與日俱增，多條型號(hào)線并行開展。在衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)日趨密集，并且保質(zhì)量保成功的現(xiàn)狀下，衛(wèi)星用地面測(cè)試設(shè)備面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。原先以型號(hào)為導(dǎo)向，專研專用的測(cè)試設(shè)備研制模式，研發(fā)周期長(zhǎng)，排查故障難，已不能滿足當(dāng)前研制周期短、密度大、技術(shù)更新快的需求。因此，更新研制技術(shù)、提高研制效率成為突破問題的關(guān)鍵。

原先的衛(wèi)星地面測(cè)試軟件是針對(duì)型號(hào)專用測(cè)試設(shè)備配套研制的，只為實(shí)現(xiàn)特定的測(cè)試功能，代碼復(fù)雜并且難以維護(hù)，不具有擴(kuò)展性，在研制階段沒有考慮軟件的通用性和復(fù)用性。測(cè)試需求稍有改動(dòng)，便需要軟件的代碼更改，有時(shí)甚至需要軟件構(gòu)架的更改，在代碼更改后，需要大量的時(shí)間和人員來保證新的代碼能夠正常工作，難以保證系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性。

為了解決上述問題，本文將軟件工程中的組件技術(shù)引入衛(wèi)星測(cè)試領(lǐng)域，提出了利用測(cè)試功能組件構(gòu)建通用化測(cè)試軟件的設(shè)計(jì)思路[1]。首先，本文對(duì)現(xiàn)有衛(wèi)星型號(hào)的地面測(cè)試軟件進(jìn)行分析，總結(jié)不同測(cè)試功能的共性；其次，提煉通用化測(cè)試軟件的研制需求；然后，根據(jù)組件技術(shù)的思路，進(jìn)行軟件概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)；最后，軟件實(shí)現(xiàn)。目前，本文提出的基于USB接口的衛(wèi)星通用化地面測(cè)試軟件已經(jīng)在多個(gè)型號(hào)的數(shù)傳子系統(tǒng)發(fā)射機(jī)前級(jí)測(cè)試、功放級(jí)測(cè)試，測(cè)控子系統(tǒng)應(yīng)答機(jī)測(cè)試上應(yīng)用，并證明通用性強(qiáng)，能較好的滿足測(cè)試要求。

1 通用化測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建

本文從系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)模型研究出發(fā)，分析研究通用化測(cè)試軟件的關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合衛(wèi)星測(cè)試的實(shí)際功能需求，給出一種典型的通用化測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的實(shí)際性能[2-4]。

圖1 通用化測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)流程圖

通用化測(cè)試系統(tǒng)的開發(fā)流程如圖1所示。首先，對(duì)現(xiàn)有衛(wèi)星型號(hào)的地面測(cè)試任務(wù)總結(jié)并統(tǒng)計(jì)歸類，進(jìn)行共性研究，總結(jié)當(dāng)前測(cè)試任務(wù)的類型和特點(diǎn)，完成系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。通用化測(cè)試系統(tǒng)搭建的關(guān)鍵之一是測(cè)試任務(wù)的共性研究，通用測(cè)試系統(tǒng)要滿足多個(gè)型號(hào)測(cè)試任務(wù)的要求，那么從眾多的測(cè)試任務(wù)中提煉出共性的測(cè)試項(xiàng)目是實(shí)現(xiàn)通用測(cè)試平臺(tái)第一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵，其成果直接影響到通用測(cè)試系統(tǒng)組建的繁簡(jiǎn)程度和設(shè)計(jì)合理性[5]。在硬件方面，搭載現(xiàn)有的硬件平臺(tái)，采用已有的成熟的硬件設(shè)計(jì)方案；在軟件方面，進(jìn)行全新的軟件方案設(shè)計(jì)，軟件方案設(shè)計(jì)要以實(shí)現(xiàn)通用化的測(cè)試需求為首要目標(biāo)，按照步驟分為需求分析、概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和程序編寫幾個(gè)部分。最后，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試[6-7]。

基于USB接口的通用化測(cè)試系統(tǒng)硬件關(guān)系如圖2所示。地面測(cè)試臺(tái)與計(jì)算機(jī)通過USB線相連，在計(jì)算機(jī)上布置測(cè)試軟件，地面測(cè)試臺(tái)通過電纜與單機(jī)設(shè)備連接。地面測(cè)試臺(tái)搭載上位機(jī)測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)單機(jī)設(shè)備的測(cè)試。

圖2 測(cè)試系統(tǒng)硬件關(guān)系圖

具體的測(cè)試流程為：在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行測(cè)試軟件，測(cè)試軟件的上位機(jī)應(yīng)用程序提供一個(gè)友好的人機(jī)交互界面。測(cè)試軟件通過USB接口與地面測(cè)試臺(tái)進(jìn)行通訊，地面測(cè)試臺(tái)通過電纜與單機(jī)設(shè)備通信。硬件設(shè)備上電后，通過對(duì)測(cè)試軟件的操作完成單機(jī)設(shè)備和地面測(cè)試臺(tái)等方面的性能指標(biāo)測(cè)試以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、顯示記錄等功能。

2 軟件需求分析和概要設(shè)計(jì)

2.1 軟件需求分析

軟件需求分析主要包括軟件的功能需求，非功能需求和設(shè)計(jì)約束。軟件的功能需求是需求規(guī)格說明中的主要部分。本章主要對(duì)通用化測(cè)試軟件的功能需求詳細(xì)闡述。

根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，就接觸的多個(gè)衛(wèi)星型號(hào)單機(jī)產(chǎn)品，其配套地面測(cè)試臺(tái)的測(cè)試功能和任務(wù)多有相似之處。經(jīng)過總結(jié)，本文整理出通用化測(cè)試軟件的軟件功能需求。通用化測(cè)試軟件的目標(biāo)是盡可能涵蓋地面測(cè)試臺(tái)所涉及的所有測(cè)試功能，測(cè)試者可以通過編寫配置文件自行選擇實(shí)現(xiàn)其中幾個(gè)或者全部功能，進(jìn)行測(cè)試任務(wù)。

衛(wèi)星型號(hào)單機(jī)設(shè)備地面測(cè)試時(shí)，地面測(cè)試臺(tái)模擬星上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與單機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信等功能，如接收單機(jī)設(shè)備的上行數(shù)據(jù)、模擬星上系統(tǒng)發(fā)送下行數(shù)據(jù)或遙控指令等[8]。地面測(cè)試臺(tái)模擬星上有效載荷數(shù)據(jù)、信息處理器輸出數(shù)據(jù)和固態(tài)記錄器輸出數(shù)據(jù)等，用于衛(wèi)星與地面測(cè)試系統(tǒng)對(duì)接試驗(yàn)，衛(wèi)星數(shù)傳子系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的調(diào)試、驗(yàn)證。地面測(cè)試臺(tái)接收衛(wèi)星測(cè)控子系統(tǒng)相關(guān)單機(jī)設(shè)備的遙測(cè)數(shù)據(jù)，按位解析，用于衛(wèi)星測(cè)控子系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的調(diào)試、驗(yàn)證。

2.2 軟件概要設(shè)計(jì)

2.2.1 通用化設(shè)計(jì)

通用化能保證測(cè)控系統(tǒng)應(yīng)用可以獨(dú)立于不同硬件平臺(tái)并且具有很好的擴(kuò)展性[9]，為此，應(yīng)用軟件采用分層設(shè)計(jì)，在軟件和硬件之間定義統(tǒng)一的接口層函數(shù)，建立硬件抽象層，使硬件驅(qū)動(dòng)和軟件應(yīng)用層之間保持映射關(guān)系，隱藏特定硬件的具體特性和接口細(xì)節(jié)。硬件資源為上層應(yīng)用程序提供統(tǒng)一的功能，通過標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部接口，將硬件驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用層建立連接關(guān)系。分層的設(shè)計(jì)可以更好的實(shí)現(xiàn)軟件的移植，上層應(yīng)用更多側(cè)重的是具體的測(cè)試方法和程序。

在應(yīng)用層，本軟件采用建立統(tǒng)一的配置數(shù)據(jù)庫(kù)方法來實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試功能，不同的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)不用的測(cè)試應(yīng)用，用戶可以修改數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容來配置具體的程序參數(shù)和程序界面。應(yīng)用層通過配置數(shù)據(jù)庫(kù)的信息來建立相關(guān)的測(cè)試項(xiàng)目的模型和生成圖形化界面。采用數(shù)據(jù)庫(kù)配置可以更容易的實(shí)現(xiàn)測(cè)試項(xiàng)目的擴(kuò)展，當(dāng)用戶需要一種新的測(cè)試功能的需求，只需要增加新數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)言描述，應(yīng)用層建立相應(yīng)的連接關(guān)系，從而很快的實(shí)現(xiàn)新的測(cè)試功能。

2.2.2 模塊化設(shè)計(jì)

根據(jù)軟件的功能需求分析，我們把軟件劃分為幾個(gè)主要模塊設(shè)計(jì)，為確保軟件的安全性和可靠性，各模塊之間互相獨(dú)立，結(jié)構(gòu)框架如圖3示。本軟件為實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)需要考慮系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和數(shù)據(jù)吞吐量，考慮各任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，按任務(wù)優(yōu)先級(jí)準(zhǔn)則執(zhí)行任務(wù)。

圖3 軟件模塊化設(shè)計(jì)框圖

本軟件主要包括模擬數(shù)據(jù)源發(fā)送模塊，遙控指令發(fā)送模塊，模擬量遙測(cè)接收模塊，遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊和數(shù)字量遙測(cè)接收模塊。而對(duì)于某些大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)采集和處理需求，考慮到測(cè)試的實(shí)時(shí)性， 軟件還應(yīng)增加事后處理模塊的設(shè)計(jì)。當(dāng)測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸速度快且數(shù)據(jù)幀格式復(fù)雜時(shí)，通過界面配置，在數(shù)據(jù)采集時(shí)只做存盤操作，然后在事后處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的組幀、對(duì)比、解析等。

1)模擬數(shù)據(jù)源發(fā)送模塊：按照測(cè)試需求，軟件模擬多路數(shù)據(jù)源的發(fā)送。常見的數(shù)據(jù)源有三種，第一種是偽隨機(jī)碼或PN碼；第二種是根據(jù)測(cè)試要求的幀格式按位組幀，數(shù)據(jù)幀內(nèi)容由測(cè)試者填寫，軟件做幀格式正確性判斷；第三種是已知的數(shù)據(jù)文件。模擬數(shù)據(jù)源的配置還包括發(fā)送通道數(shù)和指令代碼。模擬源發(fā)送可選擇發(fā)送模式，單次發(fā)送或者周期發(fā)送。軟件通過數(shù)據(jù)庫(kù)配置和界面配置，模擬不同的數(shù)據(jù)源發(fā)送。

2)遙控指令發(fā)送模塊：按照測(cè)試需求，軟件配置多條遙控指令并發(fā)送。遙控指令的配置包括指令內(nèi)容編輯，指令個(gè)數(shù)，指令分組，指令代碼等。指令發(fā)送可選擇不同的模式，如單次發(fā)送、周期發(fā)送、按組發(fā)送或順序發(fā)送等。軟件可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)配置遙控指令的內(nèi)容，也可以通過界面新增、修改或刪除指令。指令配置完成后，通過界面加載完成指令的發(fā)送。

3)模擬量遙測(cè)接收模塊：按照測(cè)試需求，軟件接收模擬量遙測(cè)并解析。模擬量遙測(cè)解析是指把接收到的數(shù)據(jù)按照解析公式轉(zhuǎn)換成電壓、電流、溫度等模擬量。模擬量遙測(cè)接收通道數(shù)可配置，遙測(cè)參數(shù)解析公式、參數(shù)個(gè)數(shù)和曲線監(jiān)控可配置。軟件實(shí)現(xiàn)模擬量遙測(cè)的實(shí)時(shí)接收，遙測(cè)解析實(shí)時(shí)或事后可選擇，測(cè)試數(shù)據(jù)本地存盤，存盤路徑可設(shè)置。

4)遙控?cái)?shù)據(jù)接收模塊：按照測(cè)試需求，軟件接收遙控?cái)?shù)據(jù)并處理。遙控?cái)?shù)據(jù)的處理包括數(shù)據(jù)比對(duì)，計(jì)算幀計(jì)數(shù)并做連續(xù)性判讀、統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤消息和誤碼率等信息。軟件實(shí)現(xiàn)遙控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)接收，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)或事后處理可選擇，測(cè)試數(shù)據(jù)本地存盤，存盤路徑可設(shè)置。

5)數(shù)字量遙測(cè)接收模塊：按照測(cè)試需求，軟件接收數(shù)字量遙測(cè)并解析。數(shù)字量遙測(cè)解析是指把接收到的數(shù)據(jù)按照解析定義按位解析，顯示成特定含義或控制指示燈的亮與滅。數(shù)字量遙測(cè)接收通道數(shù)可配置，遙測(cè)參數(shù)解析定義、參數(shù)個(gè)數(shù)可配置。軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字量遙測(cè)的實(shí)時(shí)接收，遙測(cè)解析實(shí)時(shí)或事后可選擇，測(cè)試數(shù)據(jù)本地存盤。

3 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 軟件組成

基于USB通訊的軟件主要包括三部分：USB固件程序、USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以及PC機(jī)應(yīng)用程序。

3.1.1 USB固件程序

USB接口廣泛應(yīng)用于各種外設(shè)與PC或嵌入式系統(tǒng)的通信，在各行各業(yè)發(fā)揮著巨大的作用。如今已經(jīng)成為最常見的數(shù)字接口。USB功能主要由USB接口芯片來實(shí)現(xiàn)，主要實(shí)現(xiàn)USB控制器的配置、初始化，控制USB芯片和PC機(jī)、FPGA之間的數(shù)據(jù)傳輸，

固件開發(fā)采用的軟件是Keil uVision2集成開發(fā)環(huán)境，采用C51語(yǔ)言編寫，C51語(yǔ)言具有C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)清晰的優(yōu)點(diǎn)，便于學(xué)習(xí)，同時(shí)具有匯編語(yǔ)言的硬件操作能力，可移植性好，并且具有豐富的庫(kù)函數(shù)，提供多種模塊化功能，可降低開發(fā)難度、提高開發(fā)效率。

3.1.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

USB驅(qū)動(dòng)程序?qū)儆跇?biāo)準(zhǔn)WDM驅(qū)動(dòng)程序。WDM采用分層驅(qū)動(dòng)程序模型，分為USB總線驅(qū)動(dòng)程序和USB功能驅(qū)動(dòng)程序兩個(gè)部分。其中，USB總線驅(qū)動(dòng)程序由操作系統(tǒng)提供，負(fù)責(zé)與硬件對(duì)話，實(shí)現(xiàn)底層通信；而USB功能驅(qū)動(dòng)程序由軟件開發(fā)人員設(shè)計(jì)，位于USB總線驅(qū)動(dòng)程序之上，不直接與硬件對(duì)話。USB功能驅(qū)動(dòng)程序通過USB總線驅(qū)動(dòng)程序創(chuàng)建URB(USB請(qǐng)求塊)并發(fā)送IRP(I/O請(qǐng)求包)來實(shí)現(xiàn)與USB設(shè)備的通信[10]。

3.1.3 應(yīng)用程序

應(yīng)用程序包括實(shí)現(xiàn)軟件測(cè)試功能的實(shí)現(xiàn)和搭建軟件界面。軟件的測(cè)試功能按照模塊化設(shè)計(jì)，在下一小節(jié)詳細(xì)闡述設(shè)計(jì)流程。軟件界面是人機(jī)交互的窗口，通過對(duì)軟件窗口的操作完成單機(jī)設(shè)備和地面測(cè)試臺(tái)的數(shù)據(jù)通信和測(cè)試功能，并在測(cè)試工程中實(shí)時(shí)顯示測(cè)試結(jié)果，對(duì)有需求的測(cè)試任務(wù)可以提供測(cè)試報(bào)告的功能。

綜合考慮多方面因素，本軟件應(yīng)用程序采用Microsoft Visual Studio 2010開發(fā)環(huán)境，采用C#編程語(yǔ)言。Microsoft Visual Studio 2010是目前最流行的Windows平臺(tái)應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，其優(yōu)勢(shì)在于，一是開發(fā)工具在功能上更強(qiáng)大，二是同操作系統(tǒng)和其他應(yīng)用軟件配合上更加完善。C#是基于C語(yǔ)言和Microsoft .NET平臺(tái)開發(fā)的編程語(yǔ)言，它可以快速的編寫各種基于Microsoft .NET平臺(tái)的應(yīng)用程序。其優(yōu)勢(shì)在于，一是C#的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)能夠消除很多常見的C++編程錯(cuò)誤，二是對(duì)版本的更新提供內(nèi)在的支持降低了開發(fā)成本。

3.2 軟件功能實(shí)現(xiàn)

軟件功能以模塊化實(shí)現(xiàn)，各模塊之間實(shí)現(xiàn)互相獨(dú)立的功能，定義統(tǒng)一的接口函數(shù)，減少模塊之間的耦合性，某一個(gè)模塊出現(xiàn)問題不影響其他模塊的功能實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可以很好的擴(kuò)展軟件功能。測(cè)試結(jié)束后，各模塊分別打印測(cè)試報(bào)告[11]。

以數(shù)字量遙測(cè)接收模塊為例，設(shè)計(jì)流程如圖4所示。其中，設(shè)計(jì)流程中的“讀取配置表”指的是讀取配置數(shù)據(jù)庫(kù)文件來啟動(dòng)程序，加載相應(yīng)的配置信息，使得測(cè)試功能運(yùn)行在相應(yīng)的程序中，建立對(duì)應(yīng)的“測(cè)試工程”，當(dāng)開始測(cè)試程序后，界面能夠?qū)崟r(shí)顯示對(duì)應(yīng)的測(cè)試結(jié)果，實(shí)現(xiàn)軟件的通用化設(shè)計(jì)。具體實(shí)施步驟是：軟件開啟前，按照測(cè)試需求修改并完成配置數(shù)據(jù)庫(kù)文件，軟件開啟時(shí)，讀取預(yù)定義路徑的配置數(shù)據(jù)庫(kù)文件；或者在軟件運(yùn)行后點(diǎn)擊“裝入腳本”按鈕，更新配置數(shù)據(jù)庫(kù)文件。

圖4 數(shù)字量遙測(cè)接收模塊測(cè)試流程圖

數(shù)字量遙測(cè)接收模塊測(cè)試的流程，詳細(xì)闡述如下：

1)板卡初始化：在啟動(dòng)模塊界面時(shí)，軟件判斷USB板卡是否已初始化成功。如果是，進(jìn)入下一步；否則，重新初始化板卡。如果重新初始化板卡成功，進(jìn)入下一步；否則，打印錯(cuò)誤消息，退出該模塊。

2)讀取配置表：在啟動(dòng)此模塊之前，應(yīng)確保已經(jīng)按照測(cè)試需求，完成數(shù)字量遙測(cè)接收的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)配置，包括通道數(shù)、遙測(cè)參數(shù)解析定義、參數(shù)個(gè)數(shù)和指令代碼等。板卡初始化成功后，軟件讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件，加載數(shù)字量遙測(cè)接收的所有配置信息。

3)采集數(shù)據(jù)：?jiǎn)?dòng)采集數(shù)據(jù)的線程。首先，判斷USB信道是否空閑。如果是，采集數(shù)據(jù)并本地存盤；否則，進(jìn)入下一次循環(huán)，等待信道空閑時(shí)再執(zhí)行線程體。軟件采集到的數(shù)據(jù)存入本地緩存，等待解析數(shù)據(jù)的線程讀取。

4)解析數(shù)據(jù)：?jiǎn)?dòng)解析數(shù)據(jù)的線程。首先，判斷本地緩存是否不為空。如果是，把本地緩存數(shù)據(jù)按定義解析并顯示；否則，進(jìn)入下一次循環(huán)，等待本地緩存不為空時(shí)再執(zhí)行線程體。按照數(shù)據(jù)庫(kù)配置文件，軟件解析數(shù)字量遙測(cè)，把數(shù)據(jù)按照解析定義按位解析，顯示成特定含義或控制指示燈的亮與滅。

其他模塊的設(shè)計(jì)流程和此流程類似，故不再贅述。

3.3 軟件界面

工作界面應(yīng)滿足以下要求：整體界面友好、直觀，便于操作和查看結(jié)果；標(biāo)簽、編輯框、按鈕等整齊清楚；多個(gè)測(cè)試功能按模塊分頁(yè)面顯示；界面上有必要的操作監(jiān)控和文件路徑；保存、解析、顯示收到的數(shù)據(jù)可關(guān)聯(lián)設(shè)置，可對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，比對(duì)分析等[12]。

經(jīng)過總結(jié)，工作界面上應(yīng)包括：

1)模擬數(shù)據(jù)源發(fā)送，模擬多路工程遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)據(jù)以文本文件或二進(jìn)制文件的形式輸入，也可以在界面上手動(dòng)編輯并輸入；

2)遙控指令發(fā)送，可通過界面新增、修改或刪除指令，可選擇不同的發(fā)送模式，如單次發(fā)送、周期發(fā)送或組合發(fā)送；

3)模擬量遙測(cè)參數(shù)接收，遙測(cè)參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，曲線監(jiān)控界面可配置，測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)保存到文件，可以事后回放；

4)遙控?cái)?shù)據(jù)接收，設(shè)置存儲(chǔ)路徑，可保存數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)或事后數(shù)據(jù)比對(duì)，計(jì)算幀計(jì)數(shù)并做連續(xù)性判讀、統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤消息和誤碼率等信息；

5)數(shù)字量遙測(cè)數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)解析并實(shí)時(shí)顯示，存儲(chǔ)路徑界面可設(shè)置，可保存數(shù)據(jù)。把接收到的數(shù)據(jù)按照解析定義按位解析，顯示成特定含義或控制指示燈的亮與滅。遙測(cè)解析實(shí)時(shí)或事后可選擇，測(cè)試數(shù)據(jù)本地存盤。

3.4 軟件測(cè)試

本軟件已在多個(gè)衛(wèi)星型號(hào)上應(yīng)用實(shí)踐?，F(xiàn)摘取其中兩個(gè)型號(hào)單機(jī)的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行軟件測(cè)試，某型號(hào)功放級(jí)地面測(cè)試軟件實(shí)例如圖5所示，某型號(hào)Ka應(yīng)答機(jī)地面測(cè)試軟件實(shí)例如圖6所示。測(cè)試結(jié)果表明，該軟件功能完善，性能穩(wěn)定，界面友好，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的測(cè)試方案，具有一定的通用性和擴(kuò)展性，滿足了地面測(cè)試的各項(xiàng)需求。

圖5 衛(wèi)星地面測(cè)試軟件實(shí)例1

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的USB通用化地面測(cè)試軟件，與以往的專用軟件相比，其通用化的設(shè)計(jì)可以滿足當(dāng)前研制任務(wù)周期短、密度

圖6 衛(wèi)星地面測(cè)試軟件實(shí)例2

大、技術(shù)更新快的需求，是一個(gè)節(jié)省研制成本，確保測(cè)試任務(wù)高效完成的重大創(chuàng)新。本軟件能夠滿足衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)和測(cè)控分系統(tǒng)大部分單機(jī)地面測(cè)試的需求，并已在多個(gè)型號(hào)上得到驗(yàn)證。

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Design of Generalized Software Based on USB for Satellite Ground Test

An Ran, Ren Jiayu, Zhang Zhuo, Min Kanglei, Luo Keng

(Shanghai Aerospace Electronic Technology Institute, Shanghai 201109, China)

Regarding to large develop task, short demand cycle, high density and rapid technical update in current satellite ground test equipment field, component technology in software engineering was introduced into satellite ground test in this paper. The design idea is using test functional components to construct generalized software. Firstly, the common parts of existing satellite models ground testing task were researched. Secondly, Analysis and research all test function in current satellite test system, then describe the requirement of generalized test software. Generalized and modular ideas were realized in software summary design. And the detail design include software components analysis, work flowchart design, GUI setup. At last, generalized software was realized. The generalized software based on USB for satellite ground test proposed in this paper was verified that it have strong commonality and can cover most test function, it meet the test demand of multiple equipments better in satellite system.

satellite ground test；software development；software requirement analysis；generalized design；modular design

2017-08-27；

2017-10-25。

安 然(1989-)，女，山東單縣人，碩士研究生，工程師，主要從事衛(wèi)星地面測(cè)試軟件開發(fā)方向的研究。

1671-4598(2017)12-0133-04

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.12.035

TN927; V557

A