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                  技術文章

                  基于虛擬儀器技術的引信軟件安全性測試

                  1.引言

                  引信軟件是指嵌入到引信系統中對引信硬件起控制作用的程序,其作用是對引信安全系統和發火系統實施控制,防止引信意外作用和適時輸出起爆信號。由于引信軟件安全性問題會導致重大人 身傷亡和財產損失,所以對引信軟件的安全性要求非常高。為保障引信軟件達到安全性要求,需對其進行安全性測試,由于手工測試不僅測試效率較低,而且需要大量的人力物力,本文正是基于此 開發了基于虛擬儀器技術的引信軟件安全性測試系統。

                  2 系統特點分析

                  本系統主要面向引信軟件進行測試,由于測試對象的特殊性,使得該系統具有如下特點:

                  2.1 嵌入式軟件測試系統

                  引信軟件是固化在引信中嵌入式微處理器單元上的軟件,屬于嵌入式軟件,因此其測試系統屬于嵌入式軟件測試系統。由于嵌入式軟件都是直接或間接和硬件設備相連的,所以嵌入式軟件的測 試無法直接在宿主機上進行。要對其進行測試,系統必須具有以下功能:把被測嵌入式軟件和測試系統物理地連接在一起,并進行邏輯的描述,通過自動生成測試用例,仿真產生輸入,驅動被測目 標系統運行,得到運行結果。

                  2.2 測試重點為安全性測試

                  安全性測試相對日見成熟的可靠性測試來講是一個較新的領域??煽啃躁P注的是系統在該作用的時候必須作用,安全性則要求系統在不該作用的時候不能作用。所以,從測試的目的到測試用例的 設計,兩者都是有區別的,而安全性測試則更加關注軟件對非正常的測試用例的響應、在特殊情況下的輸出。另外,由于對引信軟件的安全性要求極高,所以系統應具有自動重復測試功能。

                  2.3 測試系統為單機平臺

                  目前仿真測試系統的體系結構大體上分為兩類:單機平臺和分布式平臺。由于引信軟件程序量少、功能相對簡單,所以本系統采用單機平臺。

                  3 系統實現

                  基于上述對系統特點的分析,本文決定采用虛擬儀器(Visual Instrument)技術來實現系統。虛 擬儀器是指通過應用程序將通用計算機與硬件結合起來,用戶通過虛擬控制面板進行操作,從而完成被測量值的采集、分析、判斷、顯示和數據儲存。用戶僅通過特定編程,就能定制具有特殊用途的儀器。采用該技術構建的測試系統不僅可以實現自動測試,而且可以大大降低設計成本,提高測 試效率。

                  3.1 系統硬件結構

                  本系統由主控計算機、數據采集卡和待測目標機組成。 硬件結構框圖如圖 1 所示:

                   

                  主控計算機為一臺 PC 機,主要功能:進行I/O 配置;生成測試用例;進行過程控制。 數據采集卡完成仿真信號的輸入和輸出。本系統采用美國NI 公司的PCI-*0E 數據采集卡,配 有16 個模擬輸入通道、2 個模擬輸出通道、8 個數字I/O,自帶A/D、D/A 等功能,完全滿足了系統 需求。被測目標機為引信上起控制作用的微處理器。

                  3.2 系統軟件設計

                  3.2.1 軟件功能

                  軟件是引信軟件安全性測試系統的核心,其功能包括:自動生成測試用例,通過采集卡驅動被測程序運行,實時捕獲運行結果,進行判斷,同時具有顯示和打印記錄的功能?;谀K化編程思 想,將軟件系統分為三大模塊:激勵信號產生模塊,數據采集模塊,數據處理模塊。

                  3.2.2 關鍵技術

                  本系統實現的難點和重點是如何解決多任務性。LabVIEW 對多任務的運行機制是:考慮任務的 優先級和任務先后順序的CPU 的分時占用過程。并行任務優先級的設置有兩種方式:一種是設置 Wait 函數;另一種是通過VI 設置對話框中的優先級設置。通過設置Wait 函數,可以讓其它更重要 的任務有更多時間執行,通過VI 設置對話框中的優先級選項來設置優先級。這兩種方法可以綜合使用。需要指出的是以上兩種方法都需要對被測程序有深入的了解,和用戶有良好的交流。

                  3.3 系統測試過程

                  基于虛擬儀器技術的引信軟件安全性測試系統 測試流程如圖 2:

                   

                  4 結束語

                  利用 LabVIEW 和數據采集卡構建虛擬儀器來開發引信軟件安全性測試系統,實現自動測試、仿真測試,克服了手工測試效率低,需要花費大量人力物力的不足,減少了系統開發時間和開發成本。

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