分布式導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)目前導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)重復(fù)配置、測(cè)試資源無(wú)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(shì)，構(gòu)建了一種多總線融合的分布式導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)，在ATML(自動(dòng)測(cè)試標(biāo)記語(yǔ)言)基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，達(dá)到測(cè)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(shí)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(dāng)前導(dǎo)彈保障領(lǐng)域的需求，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：LXI總線；導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)；ATML；同步

0 引言
隨著現(xiàn)代武器裝備復(fù)雜性、綜合化、智能化程度的不斷提高，導(dǎo)彈測(cè)試設(shè)備的升級(jí)換代不斷加快。而現(xiàn)有型號(hào)的導(dǎo)彈測(cè)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(dǎo)彈都要配備各自的導(dǎo)彈測(cè)試設(shè)備，使得目前部隊(duì)導(dǎo)彈測(cè)試設(shè)備型號(hào)多、數(shù)量大、分布地點(diǎn)分散，測(cè)試資源沒(méi)有得到充分利用，許多儀器、設(shè)備、模塊、系統(tǒng)平臺(tái)等重復(fù)配置，造成很大浪費(fèi)。存在的不足主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(guò)程，導(dǎo)彈測(cè)試設(shè)備同樣經(jīng)歷了這樣的發(fā)展階段，因此目前部隊(duì)配備的導(dǎo)彈測(cè)試設(shè)備中各種儀器總線并存，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，相互之間不兼容，分布地點(diǎn)分散。
(2)不同型號(hào)、不同維護(hù)級(jí)別的導(dǎo)彈測(cè)試設(shè)備間缺乏互操作性，系統(tǒng)可移植性差，更新升級(jí)困難，無(wú)法有效地與外部環(huán)境實(shí)現(xiàn)測(cè)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(zhǔn)確性低下，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)對(duì)多武器系統(tǒng)、多級(jí)維護(hù)的需要。
(3)現(xiàn)有導(dǎo)彈測(cè)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(dǎo)彈武器系統(tǒng)的使用壽命往往超過(guò)10年，隨著測(cè)試設(shè)備硬件的過(guò)時(shí)，系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用將不斷攀升。
(4)導(dǎo)彈測(cè)試設(shè)備型號(hào)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(duì)裝備保障力量體系的優(yōu)化。
分布式測(cè)試系統(tǒng)可以通過(guò)局域網(wǎng)把分布于各測(cè)點(diǎn)、獨(dú)立完成特定功能的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試用計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，以達(dá)到測(cè)試資源共享、分散操作、集中管理、協(xié)同工作、負(fù)載均衡、測(cè)試過(guò)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(shì)，以LXI總線為基礎(chǔ)，構(gòu)建多總線融合的分布式導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)成為軍用測(cè)試領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)之一。

1 分布式導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
由于不同型號(hào)導(dǎo)彈測(cè)試地點(diǎn)分散，測(cè)試流程復(fù)雜，測(cè)試手段多樣，因此適合采用分布式導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，能夠滿足測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部各組件間、不同測(cè)試系統(tǒng)之間、測(cè)試系統(tǒng)與外部環(huán)境間信息的共享與無(wú)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(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)，系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要單獨(dú)組建一套獨(dú)立的測(cè)試系統(tǒng)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)相互連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都由計(jì)算機(jī)來(lái)控制，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重復(fù)建設(shè)，造成資源浪費(fèi)。
采用LXI總線結(jié)構(gòu)為主體組成分布式導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)，則可以簡(jiǎn)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(cè)量?jī)x器模塊，LXI設(shè)備或模塊可以直接通過(guò)LXI總線實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的測(cè)量與控制，每個(gè)LXI設(shè)備自帶處理器、LAN連接、電源和觸發(fā)端口，控制計(jì)算機(jī)與設(shè)備之間的通信通過(guò)網(wǎng)線傳輸，不需要重復(fù)配置終端計(jì)算機(jī)；原有的VXI，PXI，CAMAC和GPIB等總線結(jié)構(gòu)的導(dǎo)彈測(cè)試設(shè)備作為系統(tǒng)的組成部分，通過(guò)接口轉(zhuǎn)換器或零槽控制器與LXI總線網(wǎng)絡(luò)相連接；計(jì)算機(jī)控制器在操作系統(tǒng)的控制下作為整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的指令執(zhí)行器，操作系統(tǒng)為整個(gè)測(cè)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(cè)試結(jié)果輸出與打印、系統(tǒng)I／O請(qǐng)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(tái)將各種類型的現(xiàn)場(chǎng)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(tái)中的測(cè)試儀器機(jī)箱和零槽控制器的限制，形成一種真正意義上的分布式開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。

2 測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
為解決導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)通用性差、開(kāi)發(fā)和維護(hù)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(shí)現(xiàn)儀器可互換性和TPS(測(cè)試程序集)重用性、可移植性就成為了通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。研究開(kāi)發(fā)面向信號(hào)的測(cè)試軟件，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的信息數(shù)據(jù)交換語(yǔ)言ATML(Automated Test Markup Language)是一種專用數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，滿足了共享ATE(自動(dòng)測(cè)試設(shè)備)和測(cè)試信息的需求，使系統(tǒng)之間信息交換更容易，包括測(cè)試結(jié)果、程序、儀器及測(cè)試工作站的功能、技術(shù)指標(biāo)及規(guī)范、待測(cè)件的規(guī)格、需求、診斷及維護(hù)信息等一些有價(jià)值的信息能夠共享、交換、互相操作。采用ATML表達(dá)測(cè)試診斷信息，將實(shí)現(xiàn)分布開(kāi)放環(huán)境中測(cè)試診斷信息的無(wú)縫交互。ATML繼承了XML適用于多種運(yùn)行環(huán)境、便于與各種編程語(yǔ)言交互的優(yōu)點(diǎn)，將實(shí)現(xiàn)測(cè)試診斷知識(shí)與測(cè)試過(guò)程的分離，便于測(cè)試診斷知識(shí)的共享和可移植。而在測(cè)試執(zhí)行過(guò)程中，還可以根據(jù)測(cè)試診斷知識(shí)來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)度測(cè)試運(yùn)行步驟，實(shí)現(xiàn)更有效的故障定位，從而縮短診斷排故時(shí)間。
IEEE P1671就是能交換測(cè)試設(shè)備和測(cè)試信息的ATML標(biāo)準(zhǔn)，以XML的格式定義了自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件接口，以提高通用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軟件組件的開(kāi)放性，定義了在自動(dòng)測(cè)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(yǔ)法，以提高用戶在特定的需求和應(yīng)用中擴(kuò)展ATML接口的靈活性，使測(cè)試結(jié)果的報(bào)告、測(cè)試的描述、儀器的描述、測(cè)試的結(jié)構(gòu)布局、測(cè)試工作站以及待測(cè)件的數(shù)據(jù)等信息標(biāo)準(zhǔn)化。由于在文本文件中含有描述符，它可以在任何平臺(tái)上操作，計(jì)算機(jī)程序可以根據(jù)模式很容易地解釋和分析這些標(biāo)記，也很容易讀懂?；贏TML的應(yīng)用軟件具有靈活性和擴(kuò)展性，能在系統(tǒng)間互相兼容。