基于HLA的车辆控制系统半实物仿真平台ETest
设备组成
Etest_CPS系统主要由硬件部分与软件部分构成。硬件配置包括支持PCI架构的机箱配置、搭配的PCI控制器单元以及多种类型的PCI接口插件。系统软件则包含多个功能模块：程序设计模块负责系统逻辑开发；运行服务功能模块处理日常业务流程；操作界面客户端模块为用户提供便捷的操作界面；设备资源管理软件模块则实现了对各类设备资源的有效调度与监控；此外还集成了一系列辅助功能：曲线数据生成工具用于数据建模分析、CRC插件生成与诊断功能模块保障了系统的可靠性排查能力、数据记录与查看功能模块提供了全面的数据分析视角、协议生成工具模块支持多标准下的业务流程配置以及自动化测试报告生成功能以提升工作效率。
各模块主要功能
（1）硬件部分
该Etest硬件组采用标准机柜形式进行布局配置，并且其中主机配备的是PCI工业控制计算机；各类接口模块均采用了PCI总线接口卡以实现数据传输；主要硬件部分的具体指标如下：
① 机箱
标准19
②控制器
处理器和内存控制器组合采用Intel第四代移动处理器GM45架构搭配ICH9M高速缓存管理器；DDR3内存容量为8GB运行频率达1066MHz，并支持外部存储扩展；硬盘容量设定为500GB支持便捷的人机拆卸更换操作
③ARINC429模块
在通道配置方面，实现双向通信各有两个通道。在数据传输速率选择上，提供多选数据传输速率选择：包括固定速率100千巴特、50千巴特、48千巴特以及可定制的波特率设置。采用先进先出（FIFO）策略以及基于时间表的定时发送两种模式。具备基于序列数字（SDI）的顺序识别功能以及通过标签（Label）实现精准信号捕获的能力。可实现精确的时间戳定功能。对中断事件与外部触发事件均予以响应与处理。
④1553B模块
严格遵循MIL-STD-1553B协议
⑤ RS232/422/485串口模块
该通讯协议支持异步配置RS232/422/485接口。
该通讯协议支持异步配置RS232/422/485接口。
RS-485端口数量为每种接口各提供8路通信通道。
最大传输速率为根据用户需求进行定制调整至最高可达8M bps。
数据传输的位数、停止位长度以及奇偶校验位均可通过软件进行参数设置以适应不同需求。
系统支持两种不同的数据接收模式：协议遵循模式以及透明模式。
在协议遵循模式下运行时，可以配置接收到的数据帧头信息。
在透明模式下运行时，则可以设定过滤功能以避免无关数据的干扰。
系统能够提供接收到的FIFO缓冲区的空闲状态以及满载状态的中断标志以辅助监控系统运行状态。
接收端FIFO缓冲区容量为32M字节的空间分配以确保高效的队列操作。
发送端FIFO缓冲区设计为每通道最多容纳大小为两KB的数据块以便快速传输信息。
系统支持多种中断源以及外部触发信号来确保及时响应关键操作事件的能力
⑥ CAN模块
该系统设计兼容遵循 modern CAN2.0A及 modern CAN2.0B 协议，并支持标准帧与扩展帧的交互；系统提供 4 个独立通信通道；该系统具备双向通信功能，并且同时支持发送端（SEND）与接收端（RECEIVE）操作；系统内置精确的时间基准模块，并保证时标精度达到 1 微秒级别；系统采用 DC 2500V 电压水平下的电气隔离技术进行防护；该系统能够处理标准数据帧格式以及远程控制的专用数据帧格式；该系统提供的 CAN 控制器波特率设置范围为 5 Kbps 至 1 Mbps，并且具有灵活的配置选项以适应不同应用场景的需求
⑦ AD模块
采用64路单端与32路差分输入方案；支持高达每秒一百万次采样的单通道模式；可选输入范围包括±10V、±40V及±100V；采用十六位分辨率的ADC芯片；每个通道内置32千字节的FIFO缓存；支持手动调节的量程档设置；外设触发接口设计合理
⑧ DA模块
64个通道的输出
DAC分辨率采用16位
该设备的供电电压范围为±10伏特
测量精度达到满量程值的千分之二
工作电源阻抗值保持在十欧姆不变
每个通道的最大可驱动电流限定在十毫安
⑨ 光隔离离散量I/O模块
具有64通道的光隔离离散量输入输出功能
（2）测试设计软件模块
测试设计软件模块对被测系统及其外围接口进行建模，并对协议字段进行编辑与分析；实现测试监控功能；创建测试用例管理模块；支持多种操作功能如新建/打开/保存测试方案；提供丰富的人机交互界面；实现数据通信协议的完整配置；支持多种数据类型如整型/浮点型/布尔型等；具备强大的数据处理能力；实现自动化测试流程管理；支持多种显示形式和报警配置选项；提供灵活的数据采集与分析工具。
主要功能包括：
• 测试方案管理：支持方案的创建/打开/保存操作；
• 测试项目管理：包含一个以上项目的设计；
• 测试属性配置：支持新建数据段；
• 接口描述：采用图形化方式展示接口类型；
• 协议配置：提供丰富字段类型如整型/浮点型等；
• 数据传输：支持多种数据传输方式；
• 监控管理：实现实时数据监控功能；
• 工具栏操作：支持仪表添加与配置；
• 功能扩展：提供自动化运行与结果解析能力。
（3）测试执行服务软件模块
软件模块的主要功能如下：
- 后台运行进程调度服务程序，在PCI控制器下通过进程调度代理启动测试执行、客户端以及服务器进程，并协调各软件运行逻辑。
- 后台运行仿真模型服务器程序，在解析测试设计中的仿真模型时完成数据收发仿真解析服务工作。
- 后台运行数据中心服务器程序，在处理用例执行过程中统一管理通道内的收发数据包，并确保数据监控的分布式处理实现。
- 后台运行用例服务器程序，在解析并执行测试用例定义的内容时发挥重要作用。
- 提供标准输入输出监控功能窗口程序，在仿真模型服务器、数据中心服务器及客户端进程中显示调试信息以供参考使用。
- 解析测试脚本中的变量定义、条件判断、循环操作以及输出操作等内容，并对其相应的功能进行处理与支持。
- 实现与扩展接口的交互功能，在接收待测系统发送的数据包时完成数据发送，并在接收到客户端发送的数据包时完成相应的解析工作。
- 根据用户需求进行操作时按照指定的时间序列对测试用例执行过程进行控制与管理。
- 在客户端软件中发送注入数据包并在接收客户端发送的数据包时正确处理输出内容以保证通信的完整性与准确性。
- 在满足用户要求的基础上能够及时终止当前未完成的测试用例执行任务并记录其执行结果以便后续分析研究使用
（4）测试执行客户进程及数据监控模块
该系统模块主要承担的功能包括：
- 提供设备驱动能力
- 支持多种接口板卡（如1553B、CAN、RS422等）的开发实现
- 实现主控设备与客户软件的数据交换机制
- 提供灵活的硬件扩展接口
- 完成与被测设备的数据通信操作
- 实现数据格式转换并传输至目标设备
- 通过通信界面接收反馈数据并进行处理
- 提供直观的操作界面供测试设计使用
- 实现实时数据监控功能
- 支持多种数据呈现方式（协议解析型/二进制形式）
- 具备动态过滤和报警功能
- 提供数据分析统计能力
（5）设备资源管理软件模块
该软件模块支持了测试环境中的动态测试设备及其通道配置的管理功能，并且实现了系统扩展接口的支持。其主要功能包括：支持动态添加和删除现有测试设备；允许对现有测试设备数量进行动态更改；支持对现有测试通道进行增删操作；允许对现有测试通道的数量及类型进行增删更改；将配置信息保存至相关资源文件中，并在后续的设计过程中作为参考使用。
（6）辅助工具
该软件包包含用于嵌入式系统测试中部分常用的功能模块，并支持以下核心组件：
- 曲线数据分析生成器；
该组件具备曲线数据可视化编辑、坐标参数设置等功能，并可与其他测试执行平台协同工作以实现精准的数据生成操作。 - 应用协议解析辅助器；
该功能集成了串口通信（RS232/422/485）解析能力，并能自动将接收的数据转换为上层应用所需的形式。 - 数据采集与管理子系统；
在测试运行过程中可实时捕获关键执行指标并进行本地存储分析。 - 协议模板设计器；
支持基于现有协议定义创建标准化模板并实现其复用性。 - CRC校验算法设计模块；
提供定制化CRC算法开发环境，并能对算法有效性进行全面验证后输出相应的校验字段描述。 - 报告自动生成系统；
基于模板化的报告架构可快速生产标准化的测试结果文档并实现自动化存档管理。