分布式導彈測試系統(tǒng)設(shè)計

摘要：針對目前導彈測試系統(tǒng)重復配置、測試資源無法得到充分利用的現(xiàn)狀，以LXI總線為基礎(chǔ)，綜合各種儀器總線的優(yōu)勢，構(gòu)建了一種多總線融合的分布式導彈測試系統(tǒng)，在ATML(自動測試標記語言)基礎(chǔ)上進行了系統(tǒng)軟件的設(shè)計和實現(xiàn)，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儀器融合、不同接口模塊同步觸發(fā)的解決途徑，為實現(xiàn)儀器可互換性和可移植性奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)較好地滿足了當前導彈保障領(lǐng)域的需求，具有一定的工程應(yīng)用價值。
關(guān)鍵詞：LXI總線；導彈測試系統(tǒng)；ATML；同步

0 引言
隨著現(xiàn)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(shè)備的升級換代不斷加快。而現(xiàn)有型號的導彈測試設(shè)備大多是自成一體的封閉式結(jié)構(gòu)體系，而且每型導彈都要配備各自的導彈測試設(shè)備，使得目前部隊導彈測試設(shè)備型號多、數(shù)量大、分布地點分散，測試資源沒有得到充分利用，許多儀器、設(shè)備、模塊、系統(tǒng)平臺等重復配置，造成很大浪費。存在的不足主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)隨著儀器總線經(jīng)歷了由GPIB、CAMAC到VX1、PXI總線的發(fā)展過程，導彈測試設(shè)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(shè)備中各種儀器總線并存，結(jié)構(gòu)復雜多樣，相互之間不兼容，分布地點分散。
(2)不同型號、不同維護級別的導彈測試設(shè)備間缺乏互操作性，系統(tǒng)可移植性差，更新升級困難，無法有效地與外部環(huán)境實現(xiàn)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，無法適應(yīng)現(xiàn)代多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)對多武器系統(tǒng)、多級維護的需要。
(3)現(xiàn)有導彈測試設(shè)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(tǒng)的使用壽命往往超過10年，隨著測試設(shè)備硬件的過時，系統(tǒng)的維護費用將不斷攀升。
(4)導彈測試設(shè)備型號多，裝備技術(shù)支援保障所需操作人員也相應(yīng)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(tǒng)可以通過局域網(wǎng)把分布于各測點、獨立完成特定功能的測試設(shè)備和測試用計算機連接起來，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、測試過程監(jiān)控和設(shè)備故障診斷等目的。因此綜合各種儀器總線的優(yōu)勢，以LXI總線為基礎(chǔ)，構(gòu)建多總線融合的分布式導彈測試系統(tǒng)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(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
由于不同型號導彈測試地點分散，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(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，能夠滿足測試系統(tǒng)內(nèi)部各組件間、不同測試系統(tǒng)之間、測試系統(tǒng)與外部環(huán)境間信息的共享與無縫交互能力。如果采用目前常用的VXI或者PXI總線結(jié)構(gòu)組成分布式導彈測試系統(tǒng)，系統(tǒng)中每個節(jié)點都需要單獨組建一套獨立的測試系統(tǒng)，然后通過網(wǎng)絡(luò)相互連接，每個節(jié)點都由計算機來控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，重復建設(shè)，造成資源浪費。
采用LXI總線結(jié)構(gòu)為主體組成分布式導彈測試系統(tǒng)，則可以簡化系統(tǒng)配置，節(jié)約系統(tǒng)資源，增加系統(tǒng)的靈活性。系統(tǒng)以LXI總線連接各測量儀器模塊，LXI設(shè)備或模塊可以直接通過LXI總線實現(xiàn)對目標的測量與控制，每個LXI設(shè)備自帶處理器、LAN連接、電源和觸發(fā)端口，控制計算機與設(shè)備之間的通信通過網(wǎng)線傳輸，不需要重復配置終端計算機；原有的VXI，PXI，CAMAC和GPIB等總線結(jié)構(gòu)的導彈測試設(shè)備作為系統(tǒng)的組成部分，通過接口轉(zhuǎn)換器或零槽控制器與LXI總線網(wǎng)絡(luò)相連接；計算機控制器在操作系統(tǒng)的控制下作為整個測試系統(tǒng)的指令執(zhí)行器，操作系統(tǒng)為整個測試系統(tǒng)提供文件管理、內(nèi)存管理、用戶界面消息響應(yīng)、測試結(jié)果輸出與打印、系統(tǒng)I／O請求處理等服務(wù)。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

LXI總線結(jié)構(gòu)平臺將各種類型的現(xiàn)場儀器(包括GPIB，VXI，PXI，LXI等儀器)掛接在LAN上，打破了傳統(tǒng)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放的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

2 測試系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)
為解決導彈測試系統(tǒng)通用性差、開發(fā)和維護成本高、系統(tǒng)間缺乏互操作性、應(yīng)用范圍有限等諸多不足，實現(xiàn)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測試系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。研究開發(fā)面向信號的測試軟件，實現(xiàn)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(chǔ)開發(fā)的信息數(shù)據(jù)交換語言ATML(Automated Test Markup Language)是一種專用數(shù)據(jù)交換標準，滿足了共享ATE(自動測試設(shè)備)和測試信息的需求，使系統(tǒng)之間信息交換更容易，包括測試結(jié)果、程序、儀器及測試工作站的功能、技術(shù)指標及規(guī)范、待測件的規(guī)格、需求、診斷及維護信息等一些有價值的信息能夠共享、交換、互相操作。采用ATML表達測試診斷信息，將實現(xiàn)分布開放環(huán)境中測試診斷信息的無縫交互。ATML繼承了XML適用于多種運行環(huán)境、便于與各種編程語言交互的優(yōu)點，將實現(xiàn)測試診斷知識與測試過程的分離，便于測試診斷知識的共享和可移植。而在測試執(zhí)行過程中，還可以根據(jù)測試診斷知識來動態(tài)地調(diào)度測試運行步驟，實現(xiàn)更有效的故障定位，從而縮短診斷排故時間。
IEEE P1671就是能交換測試設(shè)備和測試信息的ATML標準，以XML的格式定義了自動測試系統(tǒng)軟件接口，以提高通用自動測試系統(tǒng)軟件組件的開放性，定義了在自動測試系統(tǒng)中廣泛使用的9種接口，并為每種接口定義了XML格式的語法，以提高用戶在特定的需求和應(yīng)用中擴展ATML接口的靈活性，使測試結(jié)果的報告、測試的描述、儀器的描述、測試的結(jié)構(gòu)布局、測試工作站以及待測件的數(shù)據(jù)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(jù)模式很容易地解釋和分析這些標記，也很容易讀懂?；贏TML的應(yīng)用軟件具有靈活性和擴展性，能在系統(tǒng)間互相兼容。