航电系统机载软件半实物仿真测试平台ETest
设备组成
Etest CPS系统主要包含硬件组件与软件组件两个主要组成部分。其中硬件组件主要包括pci机箱装置、pci控制器单元以及各类pci接口适配器。而整个系统的运行离不开一个稳定可靠的软硬件协同工作环境，在软方面具体来说则包括以下几大核心功能单元：测试设计模块组用于完成项目需求分析；执行服务功能组负责对测试任务进行规划；客户端交互界面用于实现人机对话交互；资源管理单元则提供对实验设备及环境参数的有效监控；最后还有相关的曲线数据处理支持工作以确保测量结果的准确性与可靠性
各模块主要功能
（1）硬件部分
Etest硬件部分遵循标准机柜形式；主机配置了PCI工业控制计算机；各类接口板块采用了PCI总线接口板卡。主要硬件部分的指标如下：
① 机箱
标准配置：19英寸4U desktop case
②控制器
处理器组：Intel GM45 / ICH9M；动态存储器：支持8GB DDR III 1066MHz；机械硬盘：支持500GB拆卸式更换
③ARINC429模块
支持通道配置：提供2组发送与接收通道。
支持多种标准波特率选择（包括但不限于100K、50K、48K及12.5KBPS）以及用户自定义波特率设置。
提供FIFO以及定时触发的两种传输模式。
实现SDI与标签式筛选的双重数据捕获方案。
采用时间戳技术确保数据完整性。
系统可响应中断事件并支持外部触发机制。
④1553B模块
严格遵循MIL-STD-1553B标准
⑤ RS232/422/485串口模块
支持通讯协议配置为异步RS口，并提供RS232/422/485接口的软组态功能。
每个RS口有8个通信通道。
最大波特率可达8M，并可根据实际需求进行调节。
数据字段中的数据位长度、停止位和奇偶校验位均可通过软件进行参数配置。
系统能够检测到输入队列的空闲状态及满载状态。
在协议捕获模式下支持捕获帧头信息。
在透明捕获模式下支持滤波处理以减少噪声干扰。
系统能够检测到输入队列的空闲状态及满载状态。
输入队列的最大容量可达36MB（每通道9MB）。
输出队列分配了每通道独立的队列空间，并且每个队列最多容纳16KB的数据量。
同时支持中断源检测以及外部信号触发的功能。
⑥ CAN模块
兼容支持两种主流协议版本：兼容性增强的同时也涵盖了最新的功能需求。
通道数量设定为4个
该设备实现了双向通信能力
具备精确的时间戳记录功能
时间基准精度达到微秒级
提供额定电压为2500V的电气隔离保护措施
支持原始数据包与远程监控数据包两种格式类型
配置选项中包含从5千比特每秒到1兆比特每秒的波特率选择范围
且允许用户根据实际需求进行详细参数设置
⑦ AD模块
采用64路单端与32路差分输入方案；支持最高可达1 MSPS的单通道采样率；支持±10V、±40V及±100V等多种输入电压选择；采用16位分辨率的ADC模块；支持手动调节的量程档设置；每个通道内置32 KByte深度的FIFO缓冲器；具有外部信号触发的能力
⑧ DA模块
采用64通道的输出设计；DAC分辨率设置为16位；该电路的最大可调制电压范围为±10伏特；该设备达到额定输入范围（FSR）的0.2%精度；其负载阻抗特性稳定在固定值范围内（即10欧姆）；每个通道的最大驱动电流限制在10毫安。
⑨ 光隔离离散量I/O模块
具有离散量输入输出的64通道光隔离系统；每个通道均具备光电隔离特性；该系统可分别在28伏以及地线（GND）端子上实现开放状态；该设备可承受从-60伏到+60伏的宽幅输入电压范围；其设计能力能够承受高达±60伏的最大开关电压；该电路具备自动恢复断路器保护功能的电流调节
（2）测试设计软件模块
测试设计软件模块对待测系统及其对外接口进行建模，进行协议编辑及分析、创建测试监控、建立硬件规划、创建及管理测试用例，确定测试要准备的接口设备数量。其主要功能包括：
进行测试方案管理，针对测试方案的操作有：新建方案、打开方案、保存方案。
每个测试方案中，可以包含一个到多个测试项目，多个测试项目的存在使得每个测试方案可以完成多个测试项目的设计，便于开展多个配置项到系统的集成测试。
测试项目有新建、重命名、删除和查看属性的操作。
用图形化的方式对被测系统、外围系统及被测系统对外接口进行描述，包括接口数量和接口类型，包括RS422、1553B、CAN、AD、DA、DI、DO、CT、Freq-CT、TCP等类型；能够设定接口参数。
创建接口协议，并使用协议描述语言进行协议描述，包括报文包头、包尾、校验等，描述各个字段类型及编码方式，以及分支、循环等结构。
为了适应各种数据通信的需要，协议字段具有丰富的类型，包括：整形（无符号和有符号，8位/16位/32位/自定义长度）、浮点型、布尔类型、条件语句类型、分支语句类型、计算字段、校验字段、数组字段。
创建测试监控，描述实时数据监控的监控内容和显示形式，并可设定报警条件。
用户可以在测试监控模块添加测试监控并在监控面板上添加数据监控仪器，通过不同的类型监控仪器绑定协议字段或者字段按照某种公式运算的结果，从而在运行时通过监控仪器指针或数值的改变直观地显示出测试通讯时数据的变化。
测试监控工具栏管理所有的测试监控仪表，包括数字表仪器，圆盘仪表，曲线图，枚举类型等。选择合适的监控仪表，将其拖拽到监控面板的合适的位置，即可添加该监控仪表到监控面板上。用鼠标拖拽监控仪表的边缘，即可调整其大小。
打开“属性”标签页，可以修改测试仪表的属性。其中最重要的属性是“协议段”属性，表明了该监控仪表的数据来源。
通过“协议段”属性右侧的展开按钮，可以打开“绑定数据协议”对话框，其中显示当前项目中的仿真模型中的所有的协议和协议段。
测试仪表的数据源，既可以是一个协议字段，也可以是若干个协议字段组成的公式。
在“绑定数据协议”对话框下部的输入框中输入协议字段，或协议字段组成的公式。双击需要的字段名称，可以添加该字段名称到自定义公式的光标所在位置。
创建测试硬件规划，确定测试需要使用的接口板卡设备，以及接口板卡设备对应的资源。
创建测试用例，并提供测试用例的管理方式，包括分组、删除、重命名等。
创建测试用例的内容，包括使用测试脚本描述测试的过程，包括变量定义、条件语句、循环语句、输出语句、数学运算、函数定义等。
提供测试脚本的扩展接口，能够实现向待测件的数据交互和数据自动解析，将比特流解析成具有意义的用户数据。
提供时序控制的方式，能够按照一定的时序进行规定的操作。
提供运行环境设置方式，设置测试运行期间的仿真模型服务器、数据中心服务器、测试执行服务器和客户端的IP地址和端口号。
提供对标准输入输出监控进行配置的功能，确定标准输入输出监控的类别配置。
提供测试脚本执行方式，能够运行用户选择的测试脚本；用户能够选择终止脚本运行。
能够查看输出信息及错误信息。
（3）测试执行服务软件模块
自动化测试执行软件的核心组件是负责处理客户端与服务器之间的交互与协调的关键环节。其主要功能包括：
通过进程调度代理机制实现后台进程的启动与管理，在PCI控制器上动态创建并协调多个相关过程（如测试执行、客户端及服务器）的操作流程。
基于预先定义的测试用例和配置信息搭建仿真模型服务器模块，在虚拟化环境中模拟实际业务场景下的数据交互过程。
构建分布式计算环境下的数据中心服务器模块，在多节点协同工作时实现收发数据流向的集中监控与管理。
开发用例驱动型服务框架以解析并处理复杂的逻辑控制结构（如变量定义、条件判断、循环迭代等）。
通过实时监控界面开发标准输入输出监控窗口程序以展示系统运行状态。
完成对测试脚本中变量定义、条件判断、循环迭代等语法结构的功能解析，并完成相关业务逻辑处理。
实现对扩展接口的支持功能以完成待测系统的数据发送/接收操作，并对获取到的数据进行格式化解析处理。
按照预设的时间序列控制策略完成对整个测试流程的操作，并通过网络适配器向客户端发送注入数据包；接收客户端发送的数据包并将其解密后返回给生产端发起方。
提供即时性操作接口以支持按需暂停当前未完成的待测用例运行流程，并记录完整的操作日志信息以便后续分析评估。
（4）测试执行客户进程及数据监控模块
该模块在PCI控制器上运行，并负责测试执行客户进程以及数据监控的任务。其主要功能如下：
- 具备设备驱动能力，并支持1553B、CAN、RS422、RS232等多种接口板卡的驱动配置。
- 测试执行客户软件与测试执行软件均运行于同一PCI控制器内，并通过内存缓存机制实现数据交换与同步更新。
- 采用预先配置好的通信参数进行被测件与测试软件间的通信交互操作。
- 提供灵活便捷的硬件扩展接口设计模式，在原有架构基础上支持新增硬件板卡组件的集成部署工作流程。
- 收集并解析来自测试执行软件发送的数据注入包内容，并将其转换为指定格式后发送至待测设备系统中进行数据采集工作。
- 接收并解析待测设备返回的数据输出包内容，并将其转发给测试执行软件系统作为实时反馈信息源库使用资源管理工具对各项运行指标进行动态跟踪监测操作过程中的关键指标包括但不限于：
- 测试任务启动与结束状态指示信息；
- 数据注入/输出操作状态反馈；
- 各类协议字段值变化趋势观察记录；
- 数据过滤条件设置后的显示结果变化情况；
- 数据报警条件触发后满足条件数据项的具体展示信息；
- 历史报文查询结果展示界面及其字段值分布情况；
- 规则统计结果展示表格及其曲线图形态特征描述信息等
（5）设备资源管理软件模块
该模块支持系统的测试设备与通信通道管理功能，并提供相应的接口支持。
该模块的主要功能包括：
• 增删系统设备实例。
• 更新系统设备数量。
• 增删相关通信通道配置项。
• 更新配置项的数量与类型设置。
• 将记录保存至本地资源文件，在后续测试设计中使用该文件作为数据源。
（6）辅助工具
工具软件提供了嵌入式系统测试时部分常用的软件工具，主要包括以下软件模块：
曲线数据生成工具；
具有曲线数据编辑、坐标选择、曲线数据读取、曲线数据存储等功能，配合测试执行软件，提供一种测试数据生成手段。
应用协议接口调试助手；
具有应用协议解析功能的串口(RS232/422/485)调试助手，可实现串口(RS232/422/485)接口的设置、数据收发，接收时自动解析为上层应用量，发送时自动按照应用数据形成接口数据包。
测试数据记录与查看工具；
在测试执行时，可记录测试执行中的数据，供测试执行结束后查看与分析，包括协议选择、数据过滤、报警条件设置功能。
应用协议生成工具；
提供应用协议的表格化编辑功能，可以设置协议的字段组成、字段类型、字段默认取值等。
协议模板管理工具；
将所编写的应用协议存储为协议模板，以实现协议复用，可实现模板库的管理，包括添加模板、导入模板、编辑模板等功能。
CRC插件诊断器与CRC插件生成器
提供CRC校验算法的设计功能，可设计自定义的CRC算法，诊断其算法正确性，并最终形成协议描述语言中的CRC字段算法插件。
测试报告生成工具
具有测试报告模板编辑与管理与测试报告自动生成功能。