1715-TADIF16

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航電設(shè)備的系統(tǒng)研制過程中，仿真技術(shù)和測試技術(shù)是不可或缺的設(shè)計輔助和檢驗手段，在減少損失、節(jié)約經(jīng)費、縮短研制周期以及提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮著巨大作用。與其他工程項目一樣，航電設(shè)備在研制過程中也需要進行大量的測試工作。為驗證性能指標和功能是否滿足設(shè)計需求，或為從試驗中獲取定性、定量的參數(shù)以進行后期評定和處理，都需要進行適當、嚴密的測試，從而為設(shè)計方案的改進提供依據(jù)。
　　由于仿真技術(shù)本身具備一定的驗證功能，因此與現(xiàn)有的測試技術(shù)有相當?shù)目山蝗谛浴Ｔ诤诫娫O(shè)備的研制和測試過程中，都必須有仿真技術(shù)的支持：利用仿真技術(shù)，可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案快速構(gòu)建系統(tǒng)原型，進行設(shè)計方案的驗證；利用仿真驗證成果，可在系統(tǒng)開發(fā)階段進行產(chǎn)品調(diào)試；通過仿真功能，還可對與系統(tǒng)開發(fā)進度不一致的子系統(tǒng)進行模擬測試等。
　　針對航電設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和研制周期的特殊性，需要建立可以兼顧系統(tǒng)方案驗證、調(diào)試環(huán)境構(gòu)建、子系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試、設(shè)計驗證及測試的系統(tǒng)仿真平臺。即以半實物仿真為基礎(chǔ)，綜合系統(tǒng)驗證、系統(tǒng)測試、設(shè)備調(diào)試和快速原型等多種功能的硬件平臺和軟件環(huán)境。

　　FireBlade系統(tǒng)仿真測試平臺

　　目前，眾多研發(fā)單位都在思索著如何應(yīng)對航電設(shè)備研制工作日益復(fù)雜的情況。如何采取高效的工程技術(shù)手段，來保證系統(tǒng)驗證的正確性和有效性，是航電設(shè)備系統(tǒng)工程的重要研究內(nèi)容之一，F(xiàn)ireBlade系統(tǒng)仿真測試平臺正是在這種大環(huán)境下應(yīng)運而生的。

　　1 在航電設(shè)備研制工程中的定位
　　設(shè)備可被認為是航電設(shè)備研制工程中的終端輸出，其質(zhì)量的高低直接關(guān)系到整個航電設(shè)備系統(tǒng)工程目標能否實現(xiàn)。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)驗證過程中，地面綜合測試是主要的驗證手段，然而，它首先要求必須完成所有分系統(tǒng)的研制總裝，才能進行綜合測試。如果能夠結(jié)合面向設(shè)備的仿真手段，則可以解決因部分設(shè)備未趕上研發(fā)進度導(dǎo)致綜合測試時間延長的問題。在以往的開發(fā)周期中，面向設(shè)備的仿真技術(shù)并沒有真正得到重視：
　　（1）仿真技術(shù)的應(yīng)用主要集中在單個測試對象上，并且缺乏對對象共性的重用；
　　（2）仿真技術(shù)缺乏對復(fù)雜環(huán)境與測試對象的模擬；
　　（3）仿真技術(shù)的應(yīng)用缺乏系統(tǒng)性，比如各個階段中仿真應(yīng)用成果沒有實現(xiàn)共享，即系統(tǒng)設(shè)計階段仿真驗證的成果，往往沒有應(yīng)用在后期產(chǎn)品測試階段對設(shè)備的驗證上。
　　FireBlade系統(tǒng)仿真測試平臺從實際問題出發(fā)，基于面向設(shè)備的思想，提出了虛擬設(shè)備這一概念，用戶可以根據(jù)任務(wù)的需求分解來設(shè)計設(shè)備的功能原型，實現(xiàn)用戶自定義的界面設(shè)計、外部信號接口設(shè)計以及內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理流程，設(shè)計結(jié)果以虛擬設(shè)備描述文件的形式保存。虛擬設(shè)備概念的提出，彌補了綜合測試中可能出現(xiàn)的不足，給出了測試依據(jù)，為設(shè)備研發(fā)后立即參與驗證提供了可能。

　　2 在航電設(shè)備研制工程各階段的作用
　　FireBlade系統(tǒng)仿真測試平臺就以下4個開發(fā)階段進行架構(gòu)設(shè)計，以滿足不同層次的仿真需求：
　　（1）系統(tǒng)總體方案設(shè)計階段。
　　利用FireBlade對被測系統(tǒng)及各個子系統(tǒng)進行仿真模擬，為綜合測試系統(tǒng)的研制提供虛擬的被測對象，輔助對系統(tǒng)設(shè)計中測試任務(wù)的合理性分析，以及對測試方案的研究，有效地提高了測試的針對性，準確地提煉了測試需求。此外，通過對被測系統(tǒng)的仿真，可以對各個子系統(tǒng)之間的接口進行觀察和分析，初步模擬出接口的數(shù)據(jù)和信號特性，仿真數(shù)據(jù)和信息流程，從而驗證系統(tǒng)設(shè)計的正確性。
　　（2）開發(fā)調(diào)試階段。
　　利用FireBlade能夠有效地在硬件接口層對系統(tǒng)中所有設(shè)備進行仿真和聯(lián)調(diào)，在被測系統(tǒng)準備階段對測試細則/測試腳本的編寫提供驗證，可以用來驗證被測系統(tǒng)軟件的正確性和可操作性，將會極大地節(jié)省開發(fā)調(diào)試費用，加快開發(fā)速度，并能有效地保證開發(fā)質(zhì)量。
　　（3）系統(tǒng)聯(lián)試階段。
　　利用FireBlade的快速原型系統(tǒng)來保障可能因子系統(tǒng)研發(fā)未完成而延誤的系統(tǒng)在線聯(lián)試。在聯(lián)試過程中，快速定位復(fù)雜系統(tǒng)中的故障；快速建立在線工作的設(shè)備原型，并能夠提供豐富的在線監(jiān)視和測試功能，為現(xiàn)場故障歸零提供技術(shù)保障。

　　（4）系統(tǒng)驗證測試階段。
　　利用FireBlade構(gòu)建被測設(shè)備的工作環(huán)境，實現(xiàn)現(xiàn)場故障狀態(tài)的復(fù)現(xiàn)，以達到試驗的完整性和真實性；能夠?qū)Ρ粶y設(shè)備的工作環(huán)境進行模擬，實現(xiàn)測試用例的輸入和自動循環(huán)測試，并能將IceBlade故障注入系統(tǒng)（即北京旋極信息技術(shù)股份有限公司的IceBlade故障注入系統(tǒng)）加入測試環(huán)路，實現(xiàn)對子系統(tǒng)間信號的故障注入，在物理層、電氣層、鏈路層、協(xié)議層以及應(yīng)用層進行故障模擬，在信號接口上模擬設(shè)備內(nèi)部的運行異常，以實現(xiàn)對被測設(shè)備的逆向測試和容錯性測試，在試驗階段實現(xiàn)故障復(fù)現(xiàn)、故障診斷和故障定位分析。

　　3 FireBlade系統(tǒng)仿真測試平臺應(yīng)用結(jié)構(gòu)
　　針對于航電設(shè)備研制工程中的應(yīng)用，F(xiàn)ireBlade提出了分層的設(shè)計理念，使用戶能夠按照實際環(huán)境中的系統(tǒng)構(gòu)建方式來搭建仿真系統(tǒng)。FireBlade的應(yīng)用設(shè)計層可分為4部分，如圖1所示。

　　單個仿真系統(tǒng)的應(yīng)用包括以下設(shè)計資源：
　　·實際的被測系統(tǒng)。通過實時處理單元的外部接口與系統(tǒng)實現(xiàn)連接。
　　·仿真環(huán)境。用來設(shè)計虛擬設(shè)備，其在系統(tǒng)內(nèi)通過仿真實現(xiàn)，并可以通過外部接口與其他設(shè)備連接，也可以直接在內(nèi)部實現(xiàn)虛擬連接。
　　·界面工具。可以通過設(shè)計虛擬設(shè)備的面板實現(xiàn)人機界面，面板既可模擬仿真設(shè)備的人機接口，也可在運行時對系統(tǒng)進行控制與檢測。
　　·仿真系統(tǒng)的總線和信號接口。屬于仿真環(huán)境與被測系統(tǒng)之間信號數(shù)據(jù)交互連接的接口設(shè)備層，用來設(shè)置與其他資源之間的信號連接與映射。

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