虛擬儀器測(cè)試環(huán)境軟件總線體系結(jié)構(gòu)

測(cè)試技術(shù)是貫穿于產(chǎn)品全壽命周期各階段的唯一的一項(xiàng)工程技術(shù)，測(cè)試的核心技術(shù)又是 軟件，是實(shí)現(xiàn)貨架產(chǎn)品（Commercial Off-The-Shelf，COTS）的關(guān)鍵。自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(Automatic Test Equipment)的軟件平臺(tái)應(yīng)以 “互連、互通、互操作”原則作為基本要求，實(shí)現(xiàn)測(cè)試和診斷信息的融合和共享。

虛擬儀器測(cè)試環(huán)境 （Visual Instrument Test Environment, VITE）是支持IEEE 1226廣域測(cè)試環(huán)境(A Broad –Based Environment for Test)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式通用測(cè)試軟件平臺(tái)產(chǎn)品，它采用軟總線（對(duì)象總線）的結(jié)構(gòu)形式，利用對(duì)象模型驅(qū)動(dòng)的原理，在各個(gè)對(duì)象模型組件之間，以及組件的使用者 和提供者之間，建立透明的通信通道。其目的是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試程序集（Test Program Set）開(kāi)發(fā)與硬件平臺(tái)無(wú)關(guān)性，體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方便性、靈活性、安全性和先進(jìn)性。在軟件信息模型的設(shè)計(jì)上，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)重構(gòu)或重組，能夠根據(jù)被測(cè)對(duì)象或測(cè)試流 程的不同而動(dòng)態(tài)地進(jìn)行重組，降低系統(tǒng)重組的費(fèi)用。

一、VITE標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)分析

虛擬儀器測(cè)試環(huán)境VITE采用開(kāi)放式的對(duì)象模型驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)（Model Driven Architecture），全面支持產(chǎn)品測(cè)試領(lǐng)域的各種軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)軟件組件的可移植性、可重用性、互換性、互操作性。標(biāo)準(zhǔn)體系見(jiàn)圖1。

圖1 虛擬儀器測(cè)試環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)框架

在整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系中，根據(jù)產(chǎn)品測(cè)試的特征，劃分為兩個(gè)層次的框架，即信息框架和系統(tǒng)框架，所有相關(guān)的組件標(biāo)準(zhǔn)以即插即用的功能模塊形式掛在框架軟總線上。

產(chǎn)品測(cè)試過(guò)程中的各種信息處理圍繞著信息框架展開(kāi)，分別包括測(cè)試需求建模數(shù)據(jù)、測(cè)試程序文檔、機(jī)內(nèi)測(cè)試數(shù)據(jù)、診斷和維護(hù)數(shù)據(jù)、儀器資源數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)交換格 式數(shù)據(jù)等。其關(guān)鍵是IEEE 1226標(biāo)準(zhǔn)中定義的核心測(cè)試信息模型（Core Test Information Model），充分描述了測(cè)試、測(cè)試說(shuō)明、測(cè)試需求和其它的廣域測(cè)試領(lǐng)域的信息實(shí)體。各個(gè)組件標(biāo)準(zhǔn)都是基于CTIM的，并根據(jù)各自的特點(diǎn)完成對(duì)CTIM的 擴(kuò)展，從而將其定制到不同應(yīng)用領(lǐng)域。

具體的測(cè)試實(shí)現(xiàn)則圍繞著系統(tǒng)框架展開(kāi)，包括各種的資源管理服務(wù)、運(yùn)行時(shí)服務(wù)、儀器驅(qū)動(dòng)、診斷處理服務(wù)等。

系統(tǒng)框架負(fù)責(zé)向信息框架提供信息來(lái)源，是信息的提供者。而信息框架根據(jù)產(chǎn)品測(cè)試要求，向系統(tǒng)框架發(fā)出信息采集命令，并接收和處理信息。

所謂框架實(shí)質(zhì)上是為簡(jiǎn)化特殊應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)管理而設(shè)計(jì)的軟件環(huán)境。從另外一個(gè)視角看這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框架，框架在軟件層次中是一種中間件，它位于操作 系統(tǒng)之上，具體的測(cè)試應(yīng)用之下。圖2顯示了ABBET測(cè)試基本框架（Test Foundation Framework）中的標(biāo)準(zhǔn)的綜合集。

圖2 ABBET測(cè)試基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)框架

標(biāo)準(zhǔn)化框架允許測(cè)試應(yīng)用和工具能夠在實(shí)現(xiàn)于ABBET框架服務(wù)之上的異構(gòu)平臺(tái)中得到支持。這些標(biāo)準(zhǔn)圍繞表示測(cè)試主體、測(cè)試資源和測(cè)試環(huán)境的三個(gè)軸進(jìn)行組織。

圖中水平軸所表示的測(cè)試主體標(biāo)準(zhǔn)支持測(cè)試主體信息的獲取和重用。測(cè)試主體信息捕獲對(duì)測(cè)試主體設(shè)計(jì)和測(cè)試需求的說(shuō)明，這些說(shuō)明可以避免在初期開(kāi)發(fā)、維護(hù)和測(cè)試應(yīng)用的重駐過(guò)程中進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。測(cè)試主體信息也包括診斷知識(shí)，可在測(cè)試過(guò)程中被訪問(wèn)。

垂直軸所表示的測(cè)試資源標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于測(cè)試資源和信息。測(cè)試資源控制標(biāo)準(zhǔn)支持對(duì)儀器配置和數(shù)據(jù)獲取等系統(tǒng)服務(wù)的訪問(wèn)。測(cè)試資源信息標(biāo)準(zhǔn)支持對(duì)測(cè)試應(yīng)用資源需求和測(cè)試儀器能力進(jìn)行規(guī)范。這些標(biāo)準(zhǔn)支持調(diào)整測(cè)試應(yīng)用，以適應(yīng)測(cè)試設(shè)備配置的修改。

斜軸所表示的環(huán)境相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，支持測(cè)試應(yīng)用在異構(gòu)測(cè)試環(huán)境之間的互換和重駐。測(cè)試信息以一種中立的、與具體實(shí)現(xiàn)無(wú)關(guān)的格式進(jìn)行交換，這種格式對(duì)于數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出服務(wù)很適合。

二、VITE實(shí)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)

開(kāi)放式虛擬儀器測(cè)試環(huán)境的體系結(jié)構(gòu)中包含了多種標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式軟件接口關(guān)系。軟件功能模塊通過(guò)這些接口實(shí)現(xiàn)信息交換，這些帶有標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊組成了測(cè)試基礎(chǔ)框架。

VITE的實(shí)現(xiàn)以面向?qū)ο蟮慕M件為基礎(chǔ)，按照信息框架和系統(tǒng)框架的原則，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了若干個(gè)功能組件。具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

圖3 VITE組成結(jié)構(gòu)

組件是一種定義良好的獨(dú)立可重用的二進(jìn)制代碼，它可以是一些功能模塊、被封裝的對(duì)象類(lèi)、軟件框架、軟件系統(tǒng)模型等。目前基于對(duì)象的組件軟件體系結(jié)構(gòu)中的“組件”是指可方便地插入到語(yǔ)言、工具、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)中的二進(jìn)制形式的代碼和數(shù)據(jù)。

軟總線又叫對(duì)象總線或ORB(對(duì)象請(qǐng)求代理)，其目的是為組件間或組件使用者與組件提供者之間提供透明的通信通道。圖中的應(yīng)用執(zhí)行、診斷顯示、測(cè)試系統(tǒng)等組件就是掛接在軟總線上的“軟件集成電路(IC)”。

軟總線是聯(lián)結(jié)應(yīng)用程序、各種對(duì)象、服務(wù)、對(duì)象工具集的核心，能夠把各個(gè)組件對(duì)象元素有序地分割開(kāi)來(lái)，用以實(shí)現(xiàn)分布式的軟件集成和應(yīng)用上的即插即用。它包 括兩個(gè)兩個(gè)層次的關(guān)系：1）．對(duì)象方法、服務(wù)的“定義” 與它們的“實(shí)現(xiàn)”之間的關(guān)系。通過(guò)接口定義語(yǔ)言 OMG IDL 我們可以獲得規(guī)范、通用的對(duì)象方法、服務(wù)定義。借助軟總線，這些定義可以在任何編程語(yǔ)言、代碼模塊中真正實(shí)現(xiàn)，這種分割有助于進(jìn)行具體軟件編碼互換，編程 語(yǔ)言互換以及版本互換。2）．請(qǐng)求“客戶”與響應(yīng)“服務(wù)器”之間的關(guān)系。客戶對(duì)其它對(duì)象方法、服務(wù)的請(qǐng)求并不直接傳遞給被請(qǐng)求服務(wù)器，而是轉(zhuǎn)交給軟總線， 由總線監(jiān)察服務(wù)器的位置、狀態(tài)，并決定服務(wù)綁定的方式，這種關(guān)系有助于對(duì)分布式對(duì)象進(jìn)行跨平臺(tái)、跨協(xié)議的邏輯集成。