机载电子设备通用自动测试系统研究与实现

随着科学技术的发展，机载电子设备变得越来越先进，需要测试的参数多，精度高，使得与之配套的自动测试系统变得越来越复杂，开发难度不断增加，交付后维护保障费用也不断增加。因此测试系统是否可以通用以简化研制过程，方便扩展和重构等问题成为关键。军方需求变化和测试技术的发展不仅促成了新一代自动测试系统的诞生，并促使自动测试系统的设计思想、开发策略发生重大变化，其中通用自动测试系统就是一个最强烈的需求。

某机载电子设备由上百种设备构成，需要给用户研制相应的自动测试系统用于故障诊断和维修测试。通过对被测试的电子设备进行信号特征分析，按照国际通用的测试硬件及软件标准，采取模块化设计思想，而不是针对某一具体的工程要求，组建了一个基本系统作为机载电子设备通用自动测试系统。该测试系统可以重构 (reconfigurable)，容易扩展，不同用户根据各自的测试需求，在硬件平台上完成测试资源配置、接口适配器设计，在软件平台上完成测试程序开发。这样测试系统的研制人员不必掌握过多的专业测试技能，就可以方便、快速地开发和集成出雷达、通信、航电等领域自动测试系统。

1 通用自动测试系统发展动态

对于究竟怎么样的自动测试系统才是通用测试系统，业界尚没有统一的定义。但是大家比较认可的观点是：硬件资源的通用性是要求构成自动测试系统的接口标准化、测试仪器可互换、测试通道可配置等，具有这样特性的硬件系统称为通用硬件平台。实现硬件资源的通用性需要采用即插即用(VPP)、虚拟仪器软件结构 (VISA)、虚拟仪器可更换(IVI)等工业标准。软件平台通用性主要指软件平台不依赖于具体的测试对象，可以直接用于其他测试系统的开发，开发的测试程序集(TPS)可以移植。这样需要软件结构和软件模块的标准化，TPS编程语言标准化，TPS与底层仪器、硬件无关设计技术。

通用自动测试系统可以最大程度地节约软件开发和维护成本，缩短研制新系统的周期。硬件测试资源可以根据实际测试需求任意增加或减少，测试程序的可移植使得开发一套程序就可以适用于多种不同的场合。仪器可互换使得系统升级维护时更换仪器不需要测试软件上做任何改动，仅需简单配置就可以继续使用，降低了维护和升级的成本，对于新开发测试系统而言，可以利用原有测试程序和测试仪器，将会使得新测试系统的开发变得容易。

20世纪80年代中期，美国军方就开始制定通用自动测试设备(GPATE)计划，1996年美国国防部自动测试系统(DOD ATS)执行局针对现有自动测试系统的通用性不足，召集陆军、海军、空军、海军陆战队及工业部门联合开发新一代自动测试系统。2000年以来，美海陆空和海军陆战队开始统一测试平台计划，目的是建立一个统一的国防部自动测试系统体系结构。法国宇航公司作为目前世界上著名的民用ATE供应商和欧洲最大的军用 ATE供应商，在国际上得到推广应用的是ATEC5000，ATEC6用于波音、空中客车等的民用飞机和“幻影”2000军用飞机的测试维修。

我国军用自动测试系统经历了从仿制到自行研发的过程，随着测试技术不断发展，军方对测试要求也不断提高，自动测试系统组建的难度也不断增加。由于多个型号工程的牵引和军事需求，在许多型号工程中都研制了不同的测试系统，在此期间，通过不断引入国外先进的测试理念和软件开发环境，自动测试系统技术亦有极大发展。目前多个兵种等都在研究测试系统的通用性问题，采用通用自动测试系统的技术正在成为军用测试领域的热点。目前在通用平台技术方面，按照模块化、系列化、标准化的要求，在一定范围通用的各类自动测试系统正陆续应用。

2 通用自动测试系统设计与实现

在美国海军综合支持系统(CASS)中，首先建立由控制子系统和低频子系统组成的基本系统，在此基础上增加射频子系统构成射频测试系统，在射频测试系统的基础上增加大功率电源子系统构成了大功率射频测试系统。基于这种思路，设计出一套机载电子设备通用自动测试系统，可供不同单位根据实际需要进行扩充或剪裁，从而研制出雷达、通信等多个自动测试系统。

通用自动测试系统的核心是采用计算机软件代替某些硬件功能，使计算机软件成为测试系统的核心。利用标准总线系统和模块化仪器组建通用自动测试系统，采用面向所有系统的缩略测试语言(ATLAS)技术和IVI技术，保证测试程序与测试硬件的无关性。

2．1 硬件平台的设计

硬件平台的通用性是要求构成自动测试系统的接口标准化(包括信号接口和硬件接口)、测试仪器可互换、测试通道可配置，可方便地根据测试任务配置通道、更换仪器、改变通路而不影响测试程序集(TPS)的工作。通用硬件平台组成如图1所示。