分布式導彈測試系統設計

XML TPS根據對被測單元的測試需求的描述，從實時引擎請求相應的信號對象。若系統測試能力允許，實時引擎開始查詢從被測單元到儀器端口的連接信息，并對其進行驗證。完成后實時引擎開始實例化IVI信號接口組件和XML描述的TPS信號組件，執(zhí)行測試操作。IVI信號組件和矩陣開關驅動器通過IVI-COM驅動控制底層儀器，在TPS執(zhí)行期間，實時引擎應自動完成測試資源的分配和信號路徑的切換，最后將測試結果以XML文件的格式保存起來。
綜上所述，基于信號接口的導彈測試系統軟件設計可描述為：通過XML語言將被測單元的測試需求標定為對激勵／測量信號的需求，這個虛擬資源需求通過設備驅動器接口內部服務機制的解釋和定位轉換成真資源，再驅動儀器完成測試任務。

3 關鍵技術
3．1 多總線機械與電氣相容實現方案
為將不同測試總線模塊集成到LXI測試系統中，有兩種技術方案可供選擇：開發(fā)橋轉接器和接口適配器。
橋轉接器由LXI接口和特定總線接口組成。LXI接口端實現LXI接口的所有要求，包括網絡協議支持、Web頁瀏覽與儀器控制、LAN配置初始化和IVI驅動器。在橋轉接器的特定總線接口端，實現特定的硬件和軟件接口要求。例如，如果LXI橋轉接器連接GPIB儀器，橋轉接器不僅要支持LXI接口和GPIB接口，還需具備將軟件命令從LXI端映射到GPIB端的能力。
接口適配器將非LXI總線接口完全轉化為LXI接口。通過接口適配器，主機可以利用儀器驅動器和Web頁直接訪問和控制非LXI儀器，在接口適配器和非LXI儀器之間不需要控制與通信機制的映射和VISA資源的映射。
在多總線融合的測試系統中，為不使原有VXI，PXI，GPIB系統結構產生較大幅度的變動，基于LXI的多總線融合的測試系統采用橋轉接器機制將現存總線儀器無縫融入到其中。通過這種結構，原有的VXI測試系統作為系統的一個子系統，只需在接口配置處做少量更改，而系統的硬件和測試軟件不需做任何變動就可繼續(xù)使用。
3．2 同步測試的實現策略
在多激勵多目標的分布式導彈測試系統中，不同總線儀器問的同步與觸發(fā)是其基本要求。VXI儀器可以通過背板總線觸發(fā)實現同步測試，但只限于同一機箱內的模塊之間可行，對于不同機箱之間就難以實現同步。LXI儀器提供了三種同步觸發(fā)機制：網絡消息觸發(fā)、IEEE-1588時鐘同步觸發(fā)和觸發(fā)總線。三種同步精度依次遞增，網絡消息觸發(fā)由于受到網絡傳輸延遲的影響，同步誤差在毫秒級，IEEK-1588同步精度小于100 ns，觸發(fā)總線則為3 ns／m。下面將分析這三種機制的實現機理并提出分布式導彈測試系統的同步實現策略。
3．2．1 網絡消息觸發(fā)
實現網絡消息觸發(fā)的系統結構是多個LXI設備之間通過交換機或集線器連接在一起，網絡觸發(fā)消息可以由計算機發(fā)給所有設備，或者由其中一個設備發(fā)給其他所有設備，這樣就可以實現一點對多點的觸發(fā)應用，因為觸發(fā)消息在網絡間的傳遞是采用標準UDP網絡協議，不需要網絡握手，所以網絡延時比采用TCP／IP協議小得多；另外，觸發(fā)消息也可以由其中一個設備發(fā)給同一網段中的另一個設備，這是點對點的觸發(fā)方式。采用網絡消息觸發(fā)的優(yōu)點如下：
(1)比通過軟件觸發(fā)有更大的靈活性；
(2)不需要專門的觸發(fā)線；
(3)沒有距離的限制；
(4)LXI模塊之間可以相互協調，排除了計算機處理速度的瓶頸影響，從而減小了網絡延時。
3．2．2 IEEE-1588時鐘同步觸發(fā)
IEEE-1588的時鐘同步網絡拓撲結構是在網絡中選擇其中一個LXI儀器作為主時鐘儀器，其他儀器為從時鐘儀器。主時鐘向所有從時鐘發(fā)出一個同步信息包，而且這個信息包中包含有信息發(fā)出的精確時間，從時鐘接收同步信息包；然后從時鐘發(fā)出延時請求信息包，主時鐘收到這個信息包。主時鐘最后給從時鐘發(fā)送一個延時響應信息包。假設主、從時鐘之間的網絡延時是對等的，可以計算出從時鐘與主時鐘之間的偏差，從而每個從時鐘校準自己的時間。
測試利用1588時鐘同步時，觸發(fā)信號是告訴各個器件何時啟動輸出它的信號，因為每個器件根據指定的時間啟動，而不是根據何時接收到以太網發(fā)出的命令來啟動，所以以太網的開銷或延遲時間對被觸發(fā)器件沒有影響。IEEE-1588時鐘同步觸發(fā)方式特別適用于分布式遠距離同步數據采集等測試任務，不用單獨連接觸發(fā)電纜，且不受距離的限制。
3．2．3 LXI觸發(fā)總線
LXI觸發(fā)總線配置在A級模塊，可將LXI模塊配置成為觸發(fā)信號源或接收器，觸發(fā)總線接口亦可設置成“線或”邏輯。每個LXI模塊都裝有輸入輸出連接器，可供模塊作菊形鏈接。LXI觸發(fā)總線與VXI和PXI的背板總線十分相似，可配置成串行總線或星形總線，這種觸發(fā)同步方法充分利用了VXI和PXI觸發(fā)總線的優(yōu)點，同步精度很高，主要取決于觸發(fā)總線的長度，適用于測試相互靠得很近的應用系統。
3．3 測試軟件的互操作性
實現測試軟件可移植與互操作的兩個基本條件是：
(1)測試系統信號接口的標準化；
(2)測試程序與具體測試資源硬件無關。
測試軟件從結構上可分為面向儀器、面向應用和面向信號三種形式，而面向信號的開發(fā)是測試軟件互操作的前提。面向信號的開發(fā)使測試需求反映為針對UUT端口的測量／激勵信號要求，TPS中不包含任何針對真實物理資源的控制操作。當測試資源模型也是圍繞“信號”而建立時，則只要通過建立虛擬信號資源向真實信號資源的映射機制，就可以實現TPS在不同配置的測試系統上運行。
3．4 測試儀器的可互換性
采用動態(tài)鏈接庫的動態(tài)加載技術和顯示鏈接技術可以實現平臺儀器的可互換性，軟件平臺中類驅動程序與物理儀器驅動程序都是DLL，TPS與類儀器驅動程序的鏈接為隱含鏈接方式，而類儀器驅動程序對物理儀器驅動程序導出函數的調用方式為顯式鏈接。類驅動程序及物理驅動程序以注冊的方式記錄在資源控制器模型中，實現了內核儀器可更換特性的開放性。類驅動程序及物理驅動程序導出的函數分為公共函數和功能函數兩類，其中公共函數為各類儀器所共有的，如儀器初始化、關閉等，功能函數是與各類儀器有關的。

4 結語
本文針對目前導彈測試系統存在的結構封閉、通用性差、開發(fā)和維護成本高、系統間缺乏互操作性、應用范圍有限等諸多不足，以LXI總線為基礎，構建了一種多總線融合的分布式導彈測試系統，為實現儀器可互換性和TPS的重用性、可移植性奠定了基礎，能夠較好地滿足當前導彈維護保障領域的需求，降低維修保障費用，優(yōu)化裝備保障力量體系，具有顯著的軍事、經濟效益。