張雪園

摘要：為了比較全面的了解目前航空電子系統(tǒng)的自動化測試技術，以指導測試工作的實施，本文在對比航空電子系統(tǒng)領域中常用的自動化測試方法的基礎上，介紹了國內(nèi)外產(chǎn)品級、接口/總線級、平臺/系統(tǒng)級自動化測試技術應用的現(xiàn)狀。

關鍵詞：航空電子系統(tǒng);自動化測試;應用現(xiàn)狀

1 ?自動化測試的概念和意義

隨著技術的發(fā)展，航空電子設備越來越趨向于小型化、集成化，航空電子系統(tǒng)由各子系統(tǒng)相對獨立的聯(lián)合式系統(tǒng)發(fā)展為集成度高、結構復雜的綜合模塊化航空電子系統(tǒng)[1，2]，系統(tǒng)測試日益復雜。傳統(tǒng)的手工測試難以滿足日益復雜的航空電子系統(tǒng)驗證需求，傳統(tǒng)的手工測試中大量枯燥的重復操作增加試驗人員的誤操作幾率和試驗周期[3]。自動化測試指的是用機器執(zhí)行代替人為驅(qū)動的測試行為。它在預定條件（包括正常條件和異常條件）下運行系統(tǒng)或軟件，評估運行效果。自動化測試的意義在于：

①優(yōu)化成本：降低勞動量，降低測試成本;

②可靠：提高測試的全面性，提高測試精確度;

③快速：加快測試速度，縮短測試周期;

④規(guī)范化：提供規(guī)范化的測試流程;

⑤可重用：提高測試的重用性。

2 ?自動化測試應用及方法概述

航空電子系統(tǒng)中的自動化技術主要應用在接口測試自動化和仿真控制與仿真模型調(diào)參。其中，接口測試自動化包括面向ICD的自動化測試和激勵響應式的測試;仿真控制與仿真模型調(diào)參包括仿真啟?？刂?、仿真模型狀態(tài)切換和仿真模型參數(shù)調(diào)整。

常見的自動化測試方法有記錄回放（Record and playback）、線性腳本（Linear scripting）、模塊化腳本（Modular scripting）、數(shù)據(jù)驅(qū)動測試（Data-driven testing）、關鍵字驅(qū)動測試（Keyword-driven testing）等[4]。

3 ?自動化測試技術的應用現(xiàn)狀

以采用基于關鍵字驅(qū)動測試方式的柔性測試系統(tǒng)為例，在研制階段作為調(diào)試工具，輔助研發(fā)人員進行系統(tǒng)的調(diào)試、半實物仿真測試和功能邏輯驗證;測試階段作為測試工具或驗收工具，輔助測試人員進行系統(tǒng)的出廠測試或驗收測試;集成階段作為集成驗證平臺，輔助系統(tǒng)工程師進行多設備的集成、功能確認和故障定位;維護階段作為檢測驗證工具，輔助維護人員進行故障定位、問題確認和復現(xiàn)。

自動化測試應用案例：采用Rainbot（采用基于關鍵字的腳本框架）可實現(xiàn)部分場景測試（比如批產(chǎn)測試）;采用ITB+Rainbot---IO接口測試/自動化測試系統(tǒng)，用于研發(fā)試驗;采用ITB+IMSS（新一代產(chǎn)品名為Simpole）+Rainbot實現(xiàn)基于動態(tài)仿真的自動化測試;故障注入測試（應用層采用ITB+Rainbot，物理層、電氣層和協(xié)議層需額外的硬件，串在總線鏈路中制造故障）等。

以下將從產(chǎn)品級、接口/總線級、平臺/系統(tǒng)級和基于模型的自動化測試技術應用現(xiàn)狀進行闡述。

3.1 產(chǎn)品級測試

NI公司的TestStand可用于LRU級產(chǎn)品的通訊規(guī)約測試（主要是收發(fā)數(shù)據(jù)格式）。Boeing公司、商飛等才用TestStand對綜合顯示控制系統(tǒng)進行自動化測試。其中，采用的自動化測試框架涉及的關鍵技術包括自動化測試腳本、接口自動化測試、GUI自動化測試等。

圖1是一種基于綜顯系統(tǒng)自動化測試框架，實現(xiàn)的面向VAPS的自動化測試應用，它能夠完成對VAPS生成的綜合顯示軟件的自動化測試。

3.2 接口/總線級自動化測試應用現(xiàn)狀

I/O接口測試平臺—ITB（InterfaceTestBench）用于電子系統(tǒng)/設備研發(fā)、集成測試、驗收測試、外場測試和系統(tǒng)維護等階段的通信接口測試和故障定位，并具有接口激勵、旁路采集、實時解析監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲和分析功能。支持IO資源部署包括AFDX、ARINC429、1553B、RS422/485/232、模擬量和離散量等。

615所的智能測試平臺功能上和ITB類似，它是基于bs架構（指的是采用網(wǎng)頁開發(fā)的方式）設計的方法，采用python腳本根據(jù)icd的邏輯編寫測試用例。主要應用于接口的ICD測試，包括icd解析、綁定和收發(fā)，能夠自動生成測試序列和測試報告等功能。支持AFDX、ARINC429、1553B、RS422、FC、模擬量和離散量等測試。

中航工業(yè)第一飛機研究所的趙永庫等人設計了一種命令/響應型的測試策略，對測試用例進行設計（采用Python腳本語言），建立的AFDX網(wǎng)絡平臺可實現(xiàn)對AFDX總線通信數(shù)據(jù)進行分析和故障檢測，其中，可對測試進程進行管理和自動生成測試報告[5]。

北京華力創(chuàng)通的多總線仿真測試平臺，采用Python腳本語言開發(fā)測試用例。它支持多種總線數(shù)據(jù)（包括ARINC 664、FC-AE、TTE、MIL-STD1553B、ARINC429、RS485/422、CAN、FlexRay等）的監(jiān)控、收發(fā)、查詢、統(tǒng)計分析和顯示的功能，支持測試用例生成和編輯、自動化測試并保存測試數(shù)據(jù)、提供測試流程管理、測試報告輸出等。

3.3 平臺/系統(tǒng)級自動化測試應用

IMA測試平臺：主要用于支持IMA系統(tǒng)完成DO-297中要求的4級測試驗證任務。目前，美國GE公司為中國商飛研發(fā)了支持完成DO-297中要求的4級測試驗證任務IMA測試設備，技術處于領先地位。

恒潤的無人機總裝總調(diào)測試系統(tǒng)：主要針對無人機總裝測試任務，通過本系統(tǒng)可對無人機進行整機功能性測試，可在總裝過程中確保整機組裝的可靠性。測試系統(tǒng)由信號調(diào)理適配箱、測試管理單元、機柜、電源等組成。

測試系統(tǒng)通過測試線纜與無人機飛控計算機連接，并與其建立RS232、RS422/485的數(shù)據(jù)通訊。

自動測試設備設計工具：可提供集成的開發(fā)環(huán)境和設備硬件接口組件模型、測試流程編輯與控制組件，故障診斷與分析算法模型組件和信息顯示組件等一系列組件模型，支持ATE測試方案和測試流程的快速設計和測試運行管控，構建出面向特定系統(tǒng)/設備/部件的自動測試設備。

哈爾濱飛機工業(yè)集團有限責任公司的盧丹和上海飛機設計研究院的孟益民等人對民用飛機航電系統(tǒng)的自動化測試與管理設計進行過報道[6，7]。

SPHEREA公司（從空客獨立出來的公司）的U-TEST用于構建綜合測試臺可實現(xiàn)的功能包括模型、ICD、視圖、自動化測試、試驗構型配置管理，以及運行時環(huán)境和控制。目前，U-TEST應用于C919信息系統(tǒng)GIPC綜合測試臺。

3.4 基于模型的自動化測試

基于航電Rhapsody模型，應用Rhapsody軟件附帶的測試用例自動生成模塊ATG自動生成各種應用場景下的測試用例;基于測試用例生成和編輯，可執(zhí)行、運行測試腳本，驅(qū)動開發(fā)環(huán)境，運行平臺的仿真和測試資源，利用“激勵-響應”測試方法，通過模型在特定激勵情況下的實際響應與期望響應比對，判定分系統(tǒng)實現(xiàn)模型和分系統(tǒng)實物設備是否符合設計要求。

以美國NI公司的TestStand作為自動化測試用例的執(zhí)行引擎，采用基于COTS產(chǎn)品的硬件平臺和實時操作系統(tǒng)，并提供仿真模型的實時運行平臺，實現(xiàn)了包含“激勵-響應”測試和動態(tài)閉環(huán)測試兩種方法的一體化解決方案。

德國TechSAT有限公司分布式實時系統(tǒng)開發(fā)、集成和測試解決方案ADS2產(chǎn)品包含有支持自動化測試和測試用例管理的相關產(chǎn)品。如DevPySim工具，便是基于Python的腳本語言，用于自動測試的應用。

4 ?結束語

自動化測試技術為航空電子系統(tǒng)的驗證提供了支持，在測試工作實施之前，需要根據(jù)實際情況統(tǒng)籌考慮各自動化測試技術的優(yōu)缺點，選擇合適的測試方法;同時，趨于集成度高、結構復雜的綜合模塊化航空電子系統(tǒng)對自動化測試手段提出了更高的要求，促進自動化測試技術的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]謝文哲.基于模塊化測試框架的單元自動化測試框架的設計與實現(xiàn)[D].華中科技大學碩士論文，2007.

[2]何志強.綜合化航空電子系統(tǒng)發(fā)展歷程及重要支撐技術[J].電訊技術，2004（4）.

[3]殷莉莉.軟件測試自動化框架的研究與實現(xiàn)[D].南京郵電大學碩士論文，2010.

[4]孟益民，王昕.民用飛機航電系統(tǒng)自動化測試與管理設計與研究[J].科技創(chuàng)新導報，2011（29）.

[5]趙永庫.AFDX網(wǎng)絡測試技術研究[J].計算機測量與控制， 2012（20）.

[6]盧丹.民用飛機航電系統(tǒng)自動化測試與管理設計與研究[J]. 科技論壇，2012.