1. Composición del equipo
El sistema ETest_RT se compone principalmente de una parte de hardware y una parte de software. La parte del hardware está compuesta por una computadora superior y una computadora inferior en tiempo real, la computadora superior usa una computadora portátil comercial y la computadora inferior usa una computadora de control y medición PXI. La computadora superior instala el sistema operativo Windows, ejecuta la administración de recursos del equipo, el diseño de pruebas, la programación de pruebas, ejecuta el servidor, el centro de datos, ejecuta el cliente y el depurador de descarga de acciones en tiempo real; la computadora inferior instala el sistema operativo en tiempo real, ejecuta el módulo cargador, el módulo de proceso en tiempo real, el módulo cargador; la computadora inferior está conectada al sistema bajo prueba a través de varias placas de interfaz PXI. El diagrama esquemático de la estructura de hardware del sistema ETest_RT se muestra en la siguiente figura.
ETest_RT adopta un marco de desarrollo de software en capas y basado en componentes. El código de software subyacente se basa en el entorno de desarrollo GCC / CMake y está desarrollado en lenguaje C ++; el marco de integración de software de nivel superior se basa en el entorno de desarrollo de Micosoft Visual Studio y es desarrollado en lenguaje C # Estructura jerárquica.
El sistema está diseñado de manera que mejora gradualmente el nivel de abstracción del hardware al usuario y se divide en capa de aplicación, capa de gestión, capa de transformación y capa de ejecución.
Capa de aplicación: el usuario maneja el negocio de prueba. Por lo anterior, protege a los usuarios de la tecnología de implementación subyacente del sistema, lo que les permite concentrarse en la prueba en sí sin tener que prestar atención a los detalles técnicos del sistema. A continuación, llama a varios datos, publica scripts de prueba y dirige el inicio o la detención de las pruebas.
Capa de gestión: el sistema recibe instrucciones de los usuarios en la capa de aplicación y programa y coordina las acciones de prueba de acuerdo con unidades lógicas. En la parte superior, protege los detalles de implementación del sistema para la capa de aplicación, de modo que la capa de aplicación no tenga que cambiar por diferencias de implementación; en la parte inferior, distribuye datos e instrucciones a varios componentes.
Capa de transformación: el sistema completa el mapeo y la transformación de conceptos lógicos en entidades físicas. En la parte superior, protege los detalles de trabajo de los dispositivos físicos para la capa de administración y proporciona datos organizados en unidades lógicas; en la parte inferior, emite instrucciones de operación de hardware específicas para la capa de ejecución.
Capa de ejecución: el sistema realiza acciones físicas reales. En la parte superior, informa los datos de entrada y la información de estado del dispositivo físico; en la parte inferior, opera el hardware para interactuar con el sistema bajo prueba.
El software se divide en estado de diseño y estado de ejecución. Cuando el sistema funciona en estado de diseño, no es necesario realizar un despliegue completo de software y hardware. Se utiliza para planificar escenarios de prueba, diseñar planes de prueba, elaborar casos de prueba, escribir scripts de prueba, preparar datos de prueba y diseñar el monitoreo de datos.
Cuando el sistema está funcionando en estado de ejecución, el software y el hardware relevantes deben implementarse de acuerdo con los requisitos de diseño del plan de prueba. Se utiliza para implementar planes de prueba, ejecutar casos de prueba, ejecutar acciones de prueba, monitorear datos en tiempo real, obtener informes de prueba y obtener resultados de prueba. El estado de ejecución se puede dividir en el extremo de control y el extremo de ejecución de acuerdo con la posición en la que se despliega entre el dispositivo bajo prueba y el usuario, y el extremo de ejecución no necesita ser observado manualmente cuando se trabaja.
Los pasos para usar la plataforma ETest_RT para probar el software del sistema integrado del equipo son los siguientes (ver Figura 3-3):
Primero, use el administrador de recursos del equipo para planificar los recursos del equipo, use el software de diseño de prueba para construir el sistema bajo modelo de prueba, diseño casos de prueba y datos, Forme un archivo de plan de prueba.
Una vez que el programa de pruebas se carga en el plan de pruebas, se inician y operan el servidor, el centro de datos y el monitor de datos.
El servidor en ejecución analiza los scripts de prueba para formar los recursos del proceso de prueba, que son compilados y vinculados por el subsistema de la computadora superior en tiempo real y descargados a la computadora inferior en tiempo real.
La computadora inferior en tiempo real carga el script en tiempo real y forma un proceso en tiempo real a través de la configuración de parámetros. Durante la prueba, el proceso en tiempo real interactúa con el sistema bajo prueba a través de varias placas en forma de bus PXI;
proceso de ejecución de la prueba, la computadora inferior en tiempo real avanza a la posición superior en tiempo real La parte de la computadora reporta todo tipo de datos al centro de datos, y el centro de datos distribuye todo tipo de datos operativos al monitor de datos y al banco de trabajo de despacho.
Durante la prueba, los datos de la prueba se pueden monitorear, analizar y evaluar a través del software de registro y visualización de datos de prueba y el software de monitoreo de prueba.
2. Funciones principales de cada módulo
(1) Pieza de hardware
El hardware consiste en una computadora superior y una computadora inferior en tiempo real, la computadora superior usa una computadora portátil comercial y la computadora inferior usa una computadora de medición y control PXI. La placa de interfaz está conectada directamente a la computadora inferior de prueba a través de la interfaz PXI, formando un entorno de prueba que puede cumplir con los requisitos de múltiples tipos de interfaces. Los indicadores de las principales partes del hardware son los siguientes:
① Chasis PXI
Chasis PXI compacto de 9 ranuras con 1 ranura de sistema, 1 ranura de activación de bus de disparo y 7 ranuras de periféricos PXI / Compact PCI
Rango de funcionamiento de temperatura amplia de 0 ° C a + 50 ° C
Ruido de funcionamiento ultrabajo de 41,6 dBA Gestión
inteligente del chasis
Estructura ligera de aluminio / acero de
5,9 kg Tamaño: 280 mm × 177 mm × 303 mm Fuente de alimentación de
CA de grado industrial de 350 W
Fuente de alimentación, temperatura y LED de control del ventilador
② Controlador PXI
Procesador Intel® Core ™ 2 Duo P8400 de 2,53 GHz
Admite pantalla doble VGA + DVI
DDR3 SODIMM de doble canal de 16 GB
Rendimiento máximo del sistema 132 MB / s
Disco duro SATA integrado 250G
E / S integradas
Temporizador de vigilancia programable
③ Tablero de bus 1553B
Multifunción de doble canal, cada canal es canales A y B de doble redundancia
Admite 1M / 2M / 4Mbps y velocidad en baudios definida por el usuario
El intervalo de fotogramas y el tiempo del intervalo de mensajes se pueden configurar mediante software
Marca de tiempo de soporte, resolución 1μs
Admite autoprueba, inyección de error
Admite interrupción y disparador externo
Modo BC (controlador de bus)
Marco BC programable
Intervalo de mensaje programable Mensaje
no periódico que se puede insertar dinámicamente
Búfer doble de datos
Programable
BusA, BusB Opcional
Soporte Mensaje de salto de rama
Admite inyección de error
Modo RT (terminal remoto)
Búfer de datos único Búfer de datos
doble Búfer de datos
de ciclo de subdirección
Comando ilegal programable
Inyección de error de soporte
Modo BM (monitor de bus)
Registro de mensajes al 100%
filtrado programable de datos de monitorización
recepción de marca de tiempo
④ Tarjeta de interfaz de bus ARINC429
Número de canales: configuración flexible del número de canales, máximo 8 de envío y 8 de recepción
Velocidad de comunicación: 100 Kbps, 12,5 Kbps, 50 Kbps, 48 Kbps, 98 Kbps
Intervalo entre palabras: 4 bits, programable
⑤ Tarjeta de bus CAN
2 canales
Velocidad de comunicación: admite cualquier velocidad en baudios entre 1 Kbps ～ 1 Mbps
Admite transmisión bidireccional, envío CAN y recepción CAN
Compatible con los protocolos CAN2.0A y CAN2.0B
⑥ Tarjeta de interfaz de bus RS232 / RS485 / RS422
Número de canales: configure de forma flexible el número de canales, hasta 4 canales
Velocidad de comunicación: hasta 8 Mbps
Protocolo de comunicación: RS232 / 422/485 (configuración de software)
⑦ Entrada analógica AD
8 canales de muestreo paralelo
Resolución ADC: 16 bits
Frecuencia máxima de muestreo: 100KS / s
Control de programa del rango de medición
Capacidad de almacenamiento: 4MSa / canal
⑧ Salida analógica DA
Salida analógica de 8 canales
Resolución DAC: 16 bits
E / S digital TTL / COMS de 16 canales, se puede programar la entrada / salida
Contador de 2 canales de 32 bits
⑨ Entrada / salida digital
E / S digitales compatibles con el nivel TTL / COMS de 32 canales
Cada canal está aislado ópticamente
La velocidad de transmisión más alta es 1MHz
Almacenamiento masivo 4MB / canal
⑩ Computadora host
CPU: i5-6200U de doble núcleo a 2,3 GHz
Memoria: DDR4 2133 MHz, 8 GB
Unidad de estado sólido: 256 GB
Pantalla de visualización: 14 pulgadas, resolución 1920 * 1080
Memoria de video independiente: 2 GB
(2) Banco de trabajo de diseño
El banco de trabajo de diseño modela el sistema que se probará y sus interfaces externas, realiza la edición y el análisis de protocolos, crea el monitoreo de pruebas, establece la planificación del hardware, crea y administra los casos de prueba y determina la cantidad de dispositivos de interfaz que deben prepararse para la prueba. Sus principales funciones incluyen:
Realización de la gestión del plan de prueba, las operaciones para el plan de prueba incluyen: crear un plan, abrir un plan y guardar un plan.
Cada plan de prueba puede contener uno o más elementos de prueba. La existencia de múltiples elementos de prueba permite que cada plan de prueba complete el diseño de múltiples elementos de prueba, lo que facilita la prueba de integración de múltiples elementos de configuración en el sistema.
El proyecto de prueba tiene operaciones de creación, cambio de nombre, eliminación y visualización de atributos.
Describa gráficamente el sistema bajo prueba, el sistema periférico y la interfaz externa del sistema bajo prueba, incluyendo el número y tipo de interfaz, incluyendo RS422, 1553B, CAN, AD, DA, DI, DO, CT, Freq-CT , TCP y otros tipos; capaz de configurar parámetros de interfaz.
Cree un protocolo de interfaz y use el lenguaje de descripción del protocolo para describir el protocolo, incluido el encabezado del paquete, la cola del paquete, la verificación, etc., describa cada tipo de campo y método de codificación, así como la rama, el bucle y otras estructuras.
Para satisfacer las necesidades de varias comunicaciones de datos, el campo de protocolo tiene una gran cantidad de tipos, que incluyen: entero (sin firmar y firmado, 8 bits / 16 bits / 32 bits / longitud personalizada), tipo de punto flotante, Tipo booleano, tipo de declaración condicional, tipo de declaración de rama, campo calculado, campo de verificación, campo de matriz.
Cree monitoreo de prueba, describa el contenido de monitoreo y muestre la forma de monitoreo de datos en tiempo real, y establezca condiciones de alarma.
Los usuarios pueden agregar monitoreo de prueba al módulo de monitoreo de prueba y agregar instrumentos de monitoreo de datos en el panel de monitoreo, y vincular campos de protocolo o resultados de cálculo de campo de acuerdo con una fórmula determinada a través de diferentes tipos de instrumentos de monitoreo, para monitorear los indicadores o valores De los instrumentos durante el funcionamiento El cambio de los datos muestra visualmente el cambio de los datos durante la comunicación de prueba.
La barra de herramientas de monitoreo de pruebas administra todos los instrumentos de monitoreo de pruebas, incluidos medidores digitales, medidores de disco, gráficos, tipos enumerados, etc. Seleccione el instrumento de monitoreo apropiado y arrástrelo a la posición apropiada en el panel de monitoreo para agregar el instrumento de monitoreo al panel de monitoreo. Arrastre el borde del instrumento de monitoreo con el mouse para ajustar su tamaño.
Abra la pestaña "Propiedades", puede modificar las propiedades del instrumento de prueba. El atributo más importante es el atributo "segmento de protocolo", que indica la fuente de datos del instrumento de monitoreo.
A través del botón de expansión en el lado derecho de la propiedad "Segmento de protocolo", puede abrir el cuadro de diálogo "Protocolo de datos vinculantes", que muestra todos los protocolos y segmentos de protocolo en el modelo de simulación del proyecto actual.
La fuente de datos del instrumento de prueba puede ser un campo de protocolo o una fórmula compuesta por varios campos de protocolo.
Introduzca el campo de protocolo o la fórmula compuesta por el campo de protocolo en el cuadro de entrada en la parte inferior del cuadro de diálogo "Binding Data Protocol". Haga doble clic en el nombre del campo deseado para agregar el nombre del campo a la posición del cursor de la fórmula personalizada.
Cree un plan de hardware de prueba, determine el equipo de la placa de interfaz que se utilizará para la prueba y los recursos correspondientes al equipo de la placa de interfaz.
Cree casos de prueba y proporcione métodos de gestión para casos de prueba, incluida la agrupación, eliminación, cambio de nombre, etc.
El contenido de la creación de casos de prueba, incluido el uso de scripts de prueba para describir el proceso de prueba, incluidas las definiciones de variables, declaraciones condicionales, declaraciones de bucle, declaraciones de salida, operaciones matemáticas, definiciones de funciones, etc.
Proporciona una interfaz ampliada para scripts de prueba, que puede realizar la interacción de datos y el análisis automático de datos en el DUT, y analizar el flujo de bits en datos de usuario significativos.
Proporcionar una forma de control de tiempo y poder realizar operaciones específicas de acuerdo con un tiempo determinado.
Proporcione el método de configuración del entorno operativo, establezca la dirección IP y el número de puerto del servidor del modelo de simulación, el servidor del centro de datos, el servidor de ejecución de prueba y el cliente durante la operación de prueba.
Proporcionar la función de configurar el monitoreo de entrada y salida estándar y determinar el tipo de configuración de monitoreo de entrada y salida estándar.
Proporcione un modo de ejecución de secuencia de comandos de prueba, que puede ejecutar la secuencia de comandos de prueba seleccionada por el usuario; el usuario puede optar por terminar la ejecución de la secuencia de comandos.
Capaz de ver información de salida e información de error.
(3) Pruebe y ejecute el software de servicio
El software de servicio de operación de prueba incluye la estación de despacho de prueba, el servidor de operación y el centro de datos, que cooperan con el software del cliente para controlar los datos de prueba y realizar la ejecución de prueba automatizada.
Realice principalmente las siguientes funciones: Proporcione el programa de ejecución de fondo del servicio de programación de procesos, con la ayuda del agente de programación de procesos, de acuerdo con el diseño del software de diseño de prueba, inicie la ejecución de la prueba, el cliente, el servidor y otros procesos en el host de prueba, y Coordinar a través del servicio de programación de procesos La lógica de funcionamiento de cada software.
Proporcionar el programa de ejecución en segundo plano del servidor del modelo de simulación, analizar el modelo de simulación establecido por el diseño de la prueba a través del servidor del modelo de simulación y realizar el servicio de análisis de simulación de envío y recepción de datos durante la ejecución de la prueba.
Proporcionar programas de ejecución en segundo plano del servidor del centro de datos Durante la ejecución de los casos de prueba, el servidor del centro de datos procesará de manera centralizada y uniforme los recibos de recepción y envío en el canal para garantizar la realización distribuida del monitoreo de datos.
Proporcionar el programa de ejecución en segundo plano del servidor de casos de uso para analizar y procesar el proceso de ejecución de los casos de prueba escritos en el diseño de la prueba.
Proporcionar un programa de ventana de monitoreo de entrada y salida estándar, que puede mostrar la información de depuración durante la ejecución del servidor del modelo de simulación, el servidor del centro de datos, el proceso del cliente y el servidor de casos de uso.
Analizar las definiciones de variables, oraciones condicionales, oraciones de bucle, oraciones de salida, operaciones matemáticas, definiciones de funciones y otras oraciones en el script de prueba, y realizar las operaciones correspondientes.
Analice la interfaz de extensión del script de prueba para realizar el envío / recepción de datos y el análisis de datos al sistema bajo prueba.
Analizar el guión de prueba y operar de acuerdo con los requisitos de control de tiempo.
Registre todos los datos de entrada cuando se inicie la prueba; registre todos los datos de entrada / salida durante la prueba; genere automáticamente un informe resumido después de que se complete la prueba.
Detenga inmediatamente la ejecución de casos de prueba de acuerdo con los requisitos del usuario.
Registrar y mostrar los resultados de ejecución de casos de prueba.
(4) Ejecute el cliente y el monitor de datos
El cliente en ejecución se encuentra entre el servidor de ejecución de pruebas y la computadora host, ejecuta el agente de comunicación, es responsable del reenvío de datos y la gestión y el control del proceso de prueba del cliente, y extrae datos ambientales para la computadora host. El monitor de datos muestra los datos de prueba actuales en forma de instrumentos virtuales o gráficos. Los dos módulos implementan principalmente las siguientes funciones:
Gestionar el subsistema de tiempo real y establecer la relación de conexión entre el subsistema de tiempo real y el terminal de control en funcionamiento.
Proporcionar recursos operativos para el subsistema en tiempo real.
Después de iniciar sesión en el software de servicio de prueba, se muestran todas las interfaces de monitoreo de prueba diseñadas por el software de diseño de prueba, y se pueden seleccionar uno o más paneles de monitoreo de prueba para el monitoreo de prueba.
Ejecute la supervisión de prueba especificada, muestre los datos de prueba especificados en tiempo real durante la ejecución de la prueba y proporcione métodos de supervisión de datos como instrumentos digitales, paneles de control, elementos de enumeración y gráficos.
Puede mostrar los datos de la prueba en la ejecución de la prueba en tiempo real;
Puede mostrar los datos de la prueba en el formato de datos del protocolo analizado, o puede mostrar los datos de la prueba en binario, octal, hexadecimal.
Las condiciones de filtrado de datos se pueden configurar para realizar la función de mostrar datos específicos en la interfaz.
Se pueden configurar condiciones de alarma de datos.Cuando aparece un determinado dato característico, el software mostrará los datos que cumplen con las condiciones de alarma de forma visible.
Puede consultar datos, puede consultar el mensaje de un determinado período de tiempo o puede consultar los datos de un determinado campo de protocolo.
Puede realizar estadísticas sobre los datos especificados y también puede ver el gráfico de la curva de datos.
(5) Gestión de recursos de equipos
El módulo de software de gestión de recursos de equipos proporciona las funciones de gestión de canales y equipos de prueba compatibles con el sistema, y proporciona una interfaz para la expansión del equipo del sistema. Principalmente realiza las siguientes funciones:
Agregar y eliminar equipos del sistema.
Modificar el número de equipos del sistema.
Agregar y eliminar canales incluidos en el dispositivo.
Modificar el número y tipo de canales incluidos en el dispositivo.
Guarde la información del dispositivo en el archivo de recursos del dispositivo y utilícelo en el software de diseño de prueba.
(6) Computadora superior en tiempo real del final de ejecución en modo de ejecución
El final de ejecución del estado de ejecución es el subsistema clave para lograr el rendimiento en tiempo real, incluida la computadora superior en tiempo real y la computadora inferior en tiempo real. Su forma se muestra en la figura a continuación (el cuadro punteado es la otra parte del sistema): la
computadora host en tiempo real tiene módulos como administración del entorno, compilador, depurador de descargas, formateo de datos, etc.
El módulo de gestión medioambiental gestiona todos los metadatos de entrada. Estos datos se utilizan para el análisis de secuencias de comandos y el formateo de datos. El diseño de la gestión ambiental es requerido por el principio de integración. Los datos ambientales se conocen actualmente en las siguientes categorías: planificación de equipos, descripciones de protocolos, modelos de simulación y guiones de acción.
El compilador, los metadatos proporcionados por la gestión integral del entorno, compila y genera el código binario que puede ejecutar el sistema operativo en tiempo real de la computadora inferior. Dado que el trabajo de compilación principal se ha completado en el estado de diseño, aquí se trata principalmente de enlaces. Los contenidos principales del trabajo del compilador son: extraer el modelo de prueba como un objeto de "lenguaje de secuencia de comandos de acción en tiempo real"; optimización global; vincular las tres partes del modelo de simulación, lenguaje de descripción de protocolo y RASL, unirse al marco principal para formar un programa en tiempo real; cuando se coloca el sistema Al depurar, incrustar información de depuración.
Descargue el depurador y envíe el resultado compilado del compilador a la computadora inferior. Cuando el sistema está en estado de depuración, se depura el script de acción en tiempo real. El depurador admite las siguientes funciones: depuración remota, carga de programas, enganche de programas, interrupción manual, configuración de puntos de interrupción, observación de variables y ejecución de un solo paso.
Formateo de datos, formateo de los datos cargados en el centro de datos, principalmente utilizando datos de gestión ambiental para restaurar metadatos como nombres y estructuras.
(7) Computadora inferior en tiempo real del final de ejecución en modo de ejecución
La computadora inferior en tiempo real del extremo de ejecución del estado de ejecución incluye módulos como cargador, proceso en tiempo real y cargador.
El cargador de la computadora inferior recibe el programa de la computadora superior, configura el entorno, carga e inicia el código. Puede recibir instrucciones de la computadora host para notificar al programa que se cierre. Cuando el sistema esté en estado de depuración, inicie el stub de depuración para que se conecte el depurador de la computadora superior.
El cargador genera el proceso en tiempo real de la computadora inferior para iniciar el programa de la computadora superior, que completa específicamente la acción de prueba en tiempo real. El marco principal del código del proceso en tiempo real se fija y se almacena en el compilador de la computadora host en forma de biblioteca estática. Después de incrustar el código de simulación y probar el código de acción en el marco principal, se forma un programa completo. Por lo tanto, el proceso en tiempo real tiene capacidades de comunicación básicas universales, incluida la capacidad de recibir el comando cercano del cargador y enviar datos relevantes al cargador. Cuando el sistema está en modo de depuración, el proceso en tiempo real contendrá el código de depuración necesario.
El cargador de la computadora inferior recibe datos del proceso en tiempo real y los carga de forma asincrónica en la computadora superior.
(8) Herramientas auxiliares
El software de herramientas proporciona algunas herramientas de software de uso común para pruebas de sistemas integrados, que incluyen principalmente los siguientes módulos de software:
Herramienta de generación de datos de curvas: con edición de datos de curvas, selección de coordenadas, lectura de datos de curvas, almacenamiento de datos de curvas y otras funciones, puede cooperar con el software de ejecución de prueba, proporciona un método de generación de datos de prueba.
Herramienta de visualización y grabación de datos de prueba: durante la ejecución de la prueba, puede registrar los datos de ejecución de la prueba para su visualización y análisis después de la ejecución de la prueba, incluida la selección de protocolos, el filtrado de datos y las funciones de configuración de condiciones de alarma.
Herramienta de generación de protocolo de aplicación; proporciona la función de edición tabular del protocolo de aplicación y puede establecer la composición del campo, el tipo de campo, el valor predeterminado del campo, etc. del protocolo.
Diagnóstico del complemento CRC y generador del complemento CRC: proporciona la función de diseño del algoritmo de verificación CRC, puede diseñar un algoritmo CRC personalizado, diagnosticar su corrección y, finalmente, formar el complemento del algoritmo de campo CRC en el lenguaje de descripción del protocolo.