基于虛擬儀器技術(shù)的引信軟件安全性測(cè)試系統(tǒng)

摘要：本文介紹了虛擬儀器技術(shù)在引信軟件安全性測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用。針對(duì)引信軟件安全性測(cè)試的特點(diǎn)，采用PCI-6040E數(shù)據(jù)采集卡和虛擬儀器開(kāi)發(fā)系統(tǒng)LabVIEW 進(jìn)行了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，使復(fù)雜測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)都變得簡(jiǎn)便，高效。

1 引言

引信軟件是指嵌入到引信系統(tǒng)中對(duì)引信硬件起控制作用的程序，其作用是對(duì)引信安全系統(tǒng)和發(fā) 火系統(tǒng)實(shí)施控制，防止引信意外作用和適時(shí)輸出起爆信號(hào)。由于引信軟件安全性問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致重大人 身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，所以對(duì)引信軟件的安全性要求非常高。為保障引信軟件達(dá)到安全性要求，需對(duì) 其進(jìn)行安全性測(cè)試，由于手工測(cè)試不僅測(cè)試效率較低，而且需要大量的人力物力，本文正是基于此 開(kāi)發(fā)了基于虛擬儀器技術(shù)的引信軟件安全性測(cè)試系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)分析

本系統(tǒng)主要面向引信軟件進(jìn)行測(cè)試，由于測(cè)試對(duì)象的特殊性，使得該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

2.1 嵌入式軟件測(cè)試系統(tǒng)

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(cè)試系統(tǒng)屬 于嵌入式軟件測(cè)試系統(tǒng)。由于嵌入式軟件都是直接或間接和硬件設(shè)備相連的，所以嵌入式軟件的測(cè) 試無(wú)法直接在宿主機(jī)上進(jìn)行。要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，系統(tǒng)必須具有以下功能：把被測(cè)嵌入式軟件和測(cè)試 系統(tǒng)物理地連接在一起，并進(jìn)行邏輯的描述，通過(guò)自動(dòng)生成測(cè)試用例，仿真產(chǎn)生輸入，驅(qū)動(dòng)被測(cè)目 標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行，得到運(yùn)行結(jié)果。

2.2 測(cè)試重點(diǎn)為安全性測(cè)試

安全性測(cè)試相對(duì)日見(jiàn)成熟的可靠性測(cè)試來(lái)講是一個(gè)較新的領(lǐng)域?？煽啃躁P(guān)注的是系統(tǒng)在該作用 的時(shí)候必須作用,安全性則要求系統(tǒng)在不該作用的時(shí)候不能作用。所以，從測(cè)試的目的到測(cè)試用例的 設(shè)計(jì)，兩者都是有區(qū)別的，而安全性測(cè)試則更加關(guān)注軟件對(duì)非正常的測(cè)試用例的響應(yīng)、在特殊情況 下的輸出。另外，由于對(duì)引信軟件的安全性要求極高，所以系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)重復(fù)測(cè)試功能。

2.3 測(cè)試系統(tǒng)為單機(jī)平臺(tái)

目前仿真測(cè)試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)大體上分為兩類：?jiǎn)螜C(jī)平臺(tái)和分布式平臺(tái)。由于引信軟件程序量 少、功能相對(duì)簡(jiǎn)單，所以本系統(tǒng)采用單機(jī)平臺(tái)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

基于上述對(duì)系統(tǒng)特點(diǎn)的分析，本文決定采用虛擬儀器（Visual INSTRUMENT）技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)。虛 擬儀器是指通過(guò)應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ?span style="text-decoration: underline;">計(jì)算機(jī)與硬件結(jié)合起來(lái)，用戶通過(guò)虛擬控制面板進(jìn)行操作，從而完成被測(cè)量值的采集、分析、判斷、顯示和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。用戶僅通過(guò)特定編程，就能定制具有特殊用途 的儀器。采用該技術(shù)構(gòu)建的測(cè)試系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試，而且可以大大降低設(shè)計(jì)成本，提高測(cè) 試效率。

3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡和待測(cè)目標(biāo)機(jī)組成。 硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示：

主控計(jì)算機(jī)為一臺(tái) PC 機(jī)，主要功能：進(jìn)行I/O 配置；生成測(cè)試用例；進(jìn)行過(guò)程控制。 數(shù)據(jù)采集卡完成仿真信號(hào)的輸入和輸出。本系統(tǒng)采用美國(guó)NI 公司的PCI-*0E 數(shù)據(jù)采集卡，配 有16 個(gè)模擬輸入通道、2 個(gè)模擬輸出通道、8 個(gè)數(shù)字I/O，自帶A/D、D/A 等功能，完全滿足了系統(tǒng) 需求。被測(cè)目標(biāo)機(jī)為引信上起控制作用的微處理器。