分布式導彈測試系統設計

摘要：針對目前導彈測試系統重復配置、測試資源無(wú)法得到充分利用的現狀，以L(fǎng)XI總線(xiàn)為基礎，綜合各種儀器總線(xiàn)的優(yōu)勢，構建了一種多總線(xiàn)融合的分布式導彈測試系統，在A(yíng)TML(自動(dòng)測試標記語(yǔ)言)基礎上進(jìn)行了系統軟件的設計和實(shí)現，達到測試資源共享、分散操作、集中管理的目的。深入研究了不同總線(xiàn)儀器融合、不同接口模塊同步觸發(fā)的解決途徑，為實(shí)現儀器可互換性和可移植性奠定了基礎。系統較好地滿(mǎn)足了當前導彈保障領(lǐng)域的需求，具有一定的工程應用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：LXI總線(xiàn)；導彈測試系統；ATML；同步

0 引言
隨著(zhù)現代武器裝備復雜性、綜合化、智能化程度的不斷提高，導彈測試設備的升級換代不斷加快。而現有型號的導彈測試設備大多是自成一體的封閉式結構體系，而且每型導彈都要配備各自的導彈測試設備，使得目前部隊導彈測試設備型號多、數量大、分布地點(diǎn)分散，測試資源沒(méi)有得到充分利用，許多儀器、設備、模塊、系統平臺等重復配置，造成很大浪費。存在的不足主要表現在以下幾個(gè)方面：
(1)隨著(zhù)儀器總線(xiàn)經(jīng)歷了由GPIB、CAMAC到VX1、PXI總線(xiàn)的發(fā)展過(guò)程，導彈測試設備同樣經(jīng)歷了這樣的發(fā)展階段，因此目前部隊配備的導彈測試設備中各種儀器總線(xiàn)并存，結構復雜多樣，相互之間不兼容，分布地點(diǎn)分散。
(2)不同型號、不同維護級別的導彈測試設備間缺乏互操作性，系統可移植性差，更新升級困難，無(wú)法有效地與外部環(huán)境實(shí)現測試診斷信息的交互，阻礙了診斷信息的共享和重用，使得診斷效率和準確性低下，無(wú)法適應現代多兵種聯(lián)合作戰對多武器系統、多級維護的需要。
(3)現有導彈測試設備廣泛采用商業(yè)貨架產(chǎn)品(COTS)，商業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快(典型周期為5年)，而導彈武器系統的使用壽命往往超過(guò)10年，隨著(zhù)測試設備硬件的過(guò)時(shí)，系統的維護費用將不斷攀升。
(4)導彈測試設備型號多，裝備技術(shù)支援保障所需操作人員也相應增加，不利于部隊裝備保障力量體系的優(yōu)化。
分布式測試系統可以通過(guò)局域網(wǎng)把分布于各測點(diǎn)、獨立完成特定功能的測試設備和測試用計算機連接起來(lái)，以達到測試資源共享、分散操作、集中管理、協(xié)同工作、負載均衡、測試過(guò)程監控和設備故障診斷等目的。因此綜合各種儀器總線(xiàn)的優(yōu)勢，以L(fǎng)XI總線(xiàn)為基礎，構建多總線(xiàn)融合的分布式導彈測試系統成為軍用測試領(lǐng)域的發(fā)展趨勢之一。

1 分布式導彈測試系統總體結構
由于不同型號導彈測試地點(diǎn)分散，測試流程復雜，測試手段多樣，因此適合采用分布式導彈測試系統的體系結構，能夠滿(mǎn)足測試系統內部各組件間、不同測試系統之間、測試系統與外部環(huán)境間信息的共享與無(wú)縫交互能力。如果采用目前常用的VXI或者PXI總線(xiàn)結構組成分布式導彈測試系統，系統中每個(gè)節點(diǎn)都需要單獨組建一套獨立的測試系統，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )相互連接，每個(gè)節點(diǎn)都由計算機來(lái)控制，系統結構復雜，重復建設，造成資源浪費。
采用LXI總線(xiàn)結構為主體組成分布式導彈測試系統，則可以簡(jiǎn)化系統配置，節約系統資源，增加系統的靈活性。系統以L(fǎng)XI總線(xiàn)連接各測量?jì)x器模塊，LXI設備或模塊可以直接通過(guò)LXI總線(xiàn)實(shí)現對目標的測量與控制，每個(gè)LXI設備自帶處理器、LAN連接、電源和觸發(fā)端口，控制計算機與設備之間的通信通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)傳輸，不需要重復配置終端計算機；原有的VXI，PXI，CAMAC和GPIB等總線(xiàn)結構的導彈測試設備作為系統的組成部分，通過(guò)接口轉換器或零槽控制器與LXI總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )相連接；計算機控制器在操作系統的控制下作為整個(gè)測試系統的指令執行器，操作系統為整個(gè)測試系統提供文件管理、內存管理、用戶(hù)界面消息響應、測試結果輸出與打印、系統I／O請求處理等服務(wù)。系統總體結構如圖1所示。

LXI總線(xiàn)結構平臺將各種類(lèi)型的現場(chǎng)儀器(包括GPIB，VXI，PXI，LXI等儀器)掛接在LAN上，打破了傳統儀器平臺中的測試儀器機箱和零槽控制器的限制，形成一種真正意義上的分布式開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò )體系結構。

2 測試系統軟件設計與實(shí)現
為解決導彈測試系統通用性差、開(kāi)發(fā)和維護成本高、系統間缺乏互操作性、應用范圍有限等諸多不足，實(shí)現儀器可互換性和TPS(測試程序集)重用性、可移植性就成為了通用自動(dòng)測試系統的重要發(fā)展方向。研究開(kāi)發(fā)面向信號的測試軟件，實(shí)現TPS重用性、可移植性和儀器可互換性，具有較大的意義。
以XML標準為基礎開(kāi)發(fā)的信息數據交換語(yǔ)言ATML(Automated Test Markup Language)是一種專(zhuān)用數據交換標準，滿(mǎn)足了共享ATE(自動(dòng)測試設備)和測試信息的需求，使系統之間信息交換更容易，包括測試結果、程序、儀器及測試工作站的功能、技術(shù)指標及規范、待測件的規格、需求、診斷及維護信息等一些有價(jià)值的信息能夠共享、交換、互相操作。采用ATML表達測試診斷信息，將實(shí)現分布開(kāi)放環(huán)境中測試診斷信息的無(wú)縫交互。ATML繼承了XML適用于多種運行環(huán)境、便于與各種編程語(yǔ)言交互的優(yōu)點(diǎn)，將實(shí)現測試診斷知識與測試過(guò)程的分離，便于測試診斷知識的共享和可移植。而在測試執行過(guò)程中，還可以根據測試診斷知識來(lái)動(dòng)態(tài)地調度測試運行步驟，實(shí)現更有效的故障定位，從而縮短診斷排故時(shí)間。
IEEE P1671就是能交換測試設備和測試信息的ATML標準，以XML的格式定義了自動(dòng)測試系統軟件接口，以提高通用自動(dòng)測試系統軟件組件的開(kāi)放性，定義了在自動(dòng)測試系統中廣泛使用的9種接口，并為每種接口定義了XML格式的語(yǔ)法，以提高用戶(hù)在特定的需求和應用中擴展ATML接口的靈活性，使測試結果的報告、測試的描述、儀器的描述、測試的結構布局、測試工作站以及待測件的數據等信息標準化。由于在文本文件中含有描述符，它可以在任何平臺上操作，計算機程序可以根據模式很容易地解釋和分析這些標記，也很容易讀懂?；贏(yíng)TML的應用軟件具有靈活性和擴展性，能在系統間互相兼容。