分布式導彈測試系統設計

XML TPS根據對被測單元的測試需求的描述，從實(shí)時(shí)引擎請求相應的信號對象。若系統測試能力允許，實(shí)時(shí)引擎開(kāi)始查詢(xún)從被測單元到儀器端口的連接信息，并對其進(jìn)行驗證。完成后實(shí)時(shí)引擎開(kāi)始實(shí)例化IVI信號接口組件和XML描述的TPS信號組件，執行測試操作。IVI信號組件和矩陣開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器通過(guò)IVI-COM驅動(dòng)控制底層儀器，在TPS執行期間，實(shí)時(shí)引擎應自動(dòng)完成測試資源的分配和信號路徑的切換，最后將測試結果以XML文件的格式保存起來(lái)。
綜上所述，基于信號接口的導彈測試系統軟件設計可描述為：通過(guò)XML語(yǔ)言將被測單元的測試需求標定為對激勵／測量信號的需求，這個(gè)虛擬資源需求通過(guò)設備驅動(dòng)器接口內部服務(wù)機制的解釋和定位轉換成真資源，再驅動(dòng)儀器完成測試任務(wù)。

3 關(guān)鍵技術(shù)
3．1 多總線(xiàn)機械與電氣相容實(shí)現方案
為將不同測試總線(xiàn)模塊集成到LXI測試系統中，有兩種技術(shù)方案可供選擇：開(kāi)發(fā)橋轉接器和接口適配器。
橋轉接器由LXI接口和特定總線(xiàn)接口組成。LXI接口端實(shí)現LXI接口的所有要求，包括網(wǎng)絡(luò )協(xié)議支持、Web頁(yè)瀏覽與儀器控制、LAN配置初始化和IVI驅動(dòng)器。在橋轉接器的特定總線(xiàn)接口端，實(shí)現特定的硬件和軟件接口要求。例如，如果LXI橋轉接器連接GPIB儀器，橋轉接器不僅要支持LXI接口和GPIB接口，還需具備將軟件命令從LXI端映射到GPIB端的能力。
接口適配器將非LXI總線(xiàn)接口完全轉化為L(cháng)XI接口。通過(guò)接口適配器，主機可以利用儀器驅動(dòng)器和Web頁(yè)直接訪(fǎng)問(wèn)和控制非LXI儀器，在接口適配器和非LXI儀器之間不需要控制與通信機制的映射和VISA資源的映射。
在多總線(xiàn)融合的測試系統中，為不使原有VXI，PXI，GPIB系統結構產(chǎn)生較大幅度的變動(dòng)，基于LXI的多總線(xiàn)融合的測試系統采用橋轉接器機制將現存總線(xiàn)儀器無(wú)縫融入到其中。通過(guò)這種結構，原有的VXI測試系統作為系統的一個(gè)子系統，只需在接口配置處做少量更改，而系統的硬件和測試軟件不需做任何變動(dòng)就可繼續使用。
3．2 同步測試的實(shí)現策略
在多激勵多目標的分布式導彈測試系統中，不同總線(xiàn)儀器問(wèn)的同步與觸發(fā)是其基本要求。VXI儀器可以通過(guò)背板總線(xiàn)觸發(fā)實(shí)現同步測試，但只限于同一機箱內的模塊之間可行，對于不同機箱之間就難以實(shí)現同步。LXI儀器提供了三種同步觸發(fā)機制：網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)、IEEE-1588時(shí)鐘同步觸發(fā)和觸發(fā)總線(xiàn)。三種同步精度依次遞增，網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)由于受到網(wǎng)絡(luò )傳輸延遲的影響，同步誤差在毫秒級，IEEK-1588同步精度小于100 ns，觸發(fā)總線(xiàn)則為3 ns／m。下面將分析這三種機制的實(shí)現機理并提出分布式導彈測試系統的同步實(shí)現策略。
3．2．1 網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)
實(shí)現網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)的系統結構是多個(gè)LXI設備之間通過(guò)交換機或集線(xiàn)器連接在一起，網(wǎng)絡(luò )觸發(fā)消息可以由計算機發(fā)給所有設備，或者由其中一個(gè)設備發(fā)給其他所有設備，這樣就可以實(shí)現一點(diǎn)對多點(diǎn)的觸發(fā)應用，因為觸發(fā)消息在網(wǎng)絡(luò )間的傳遞是采用標準UDP網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，不需要網(wǎng)絡(luò )握手，所以網(wǎng)絡(luò )延時(shí)比采用TCP／IP協(xié)議小得多；另外，觸發(fā)消息也可以由其中一個(gè)設備發(fā)給同一網(wǎng)段中的另一個(gè)設備，這是點(diǎn)對點(diǎn)的觸發(fā)方式。采用網(wǎng)絡(luò )消息觸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)比通過(guò)軟件觸發(fā)有更大的靈活性；
(2)不需要專(zhuān)門(mén)的觸發(fā)線(xiàn)；
(3)沒(méi)有距離的限制；
(4)LXI模塊之間可以相互協(xié)調，排除了計算機處理速度的瓶頸影響，從而減小了網(wǎng)絡(luò )延時(shí)。
3．2．2 IEEE-1588時(shí)鐘同步觸發(fā)
IEEE-1588的時(shí)鐘同步網(wǎng)絡(luò )拓撲結構是在網(wǎng)絡(luò )中選擇其中一個(gè)LXI儀器作為主時(shí)鐘儀器，其他儀器為從時(shí)鐘儀器。主時(shí)鐘向所有從時(shí)鐘發(fā)出一個(gè)同步信息包，而且這個(gè)信息包中包含有信息發(fā)出的精確時(shí)間，從時(shí)鐘接收同步信息包；然后從時(shí)鐘發(fā)出延時(shí)請求信息包，主時(shí)鐘收到這個(gè)信息包。主時(shí)鐘最后給從時(shí)鐘發(fā)送一個(gè)延時(shí)響應信息包。假設主、從時(shí)鐘之間的網(wǎng)絡(luò )延時(shí)是對等的，可以計算出從時(shí)鐘與主時(shí)鐘之間的偏差，從而每個(gè)從時(shí)鐘校準自己的時(shí)間。
測試利用1588時(shí)鐘同步時(shí)，觸發(fā)信號是告訴各個(gè)器件何時(shí)啟動(dòng)輸出它的信號，因為每個(gè)器件根據指定的時(shí)間啟動(dòng)，而不是根據何時(shí)接收到以太網(wǎng)發(fā)出的命令來(lái)啟動(dòng)，所以以太網(wǎng)的開(kāi)銷(xiāo)或延遲時(shí)間對被觸發(fā)器件沒(méi)有影響。IEEE-1588時(shí)鐘同步觸發(fā)方式特別適用于分布式遠距離同步數據采集等測試任務(wù)，不用單獨連接觸發(fā)電纜，且不受距離的限制。
3．2．3 LXI觸發(fā)總線(xiàn)
LXI觸發(fā)總線(xiàn)配置在A(yíng)級模塊，可將LXI模塊配置成為觸發(fā)信號源或接收器，觸發(fā)總線(xiàn)接口亦可設置成“線(xiàn)或”邏輯。每個(gè)LXI模塊都裝有輸入輸出連接器，可供模塊作菊形鏈接。LXI觸發(fā)總線(xiàn)與VXI和PXI的背板總線(xiàn)十分相似，可配置成串行總線(xiàn)或星形總線(xiàn)，這種觸發(fā)同步方法充分利用了VXI和PXI觸發(fā)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，同步精度很高，主要取決于觸發(fā)總線(xiàn)的長(cháng)度，適用于測試相互靠得很近的應用系統。
3．3 測試軟件的互操作性
實(shí)現測試軟件可移植與互操作的兩個(gè)基本條件是：
(1)測試系統信號接口的標準化；
(2)測試程序與具體測試資源硬件無(wú)關(guān)。
測試軟件從結構上可分為面向儀器、面向應用和面向信號三種形式，而面向信號的開(kāi)發(fā)是測試軟件互操作的前提。面向信號的開(kāi)發(fā)使測試需求反映為針對UUT端口的測量／激勵信號要求，TPS中不包含任何針對真實(shí)物理資源的控制操作。當測試資源模型也是圍繞“信號”而建立時(shí)，則只要通過(guò)建立虛擬信號資源向真實(shí)信號資源的映射機制，就可以實(shí)現TPS在不同配置的測試系統上運行。
3．4 測試儀器的可互換性
采用動(dòng)態(tài)鏈接庫的動(dòng)態(tài)加載技術(shù)和顯示鏈接技術(shù)可以實(shí)現平臺儀器的可互換性，軟件平臺中類(lèi)驅動(dòng)程序與物理儀器驅動(dòng)程序都是DLL，TPS與類(lèi)儀器驅動(dòng)程序的鏈接為隱含鏈接方式，而類(lèi)儀器驅動(dòng)程序對物理儀器驅動(dòng)程序導出函數的調用方式為顯式鏈接。類(lèi)驅動(dòng)程序及物理驅動(dòng)程序以注冊的方式記錄在資源控制器模型中，實(shí)現了內核儀器可更換特性的開(kāi)放性。類(lèi)驅動(dòng)程序及物理驅動(dòng)程序導出的函數分為公共函數和功能函數兩類(lèi)，其中公共函數為各類(lèi)儀器所共有的，如儀器初始化、關(guān)閉等，功能函數是與各類(lèi)儀器有關(guān)的。

4 結語(yǔ)
本文針對目前導彈測試系統存在的結構封閉、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，以L(fǎng)XI總線(xiàn)為基礎，構建了一種多總線(xiàn)融合的分布式導彈測試系統，為實(shí)現儀器可互換性和TPS的重用性、可移植性奠定了基礎，能夠較好地滿(mǎn)足當前導彈維護保障領(lǐng)域的需求，降低維修保障費用，優(yōu)化裝備保障力量體系，具有顯著(zhù)的軍事、經(jīng)濟效益。