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摘要：針對航空電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綜合化、硬件共享化、功能軟件化引發(fā)軟件規(guī)模、復(fù)雜度指數(shù)級上升的趨勢，軟件測試迎來了新的的困難和挑戰(zhàn)。從測試環(huán)境和測試流程方面，針對機(jī)電管理系統(tǒng)測試，重點說明了測試環(huán)境組成、運(yùn)轉(zhuǎn)過程、測試的輸入輸出數(shù)據(jù)、測試模型的開發(fā)等，為機(jī)載大規(guī)模復(fù)雜軟件測試驗證提供了解決方案，提高軟件的可靠性。

關(guān)鍵詞：航空電子軟件功能化機(jī)載大規(guī)模測試模型

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航空電子系統(tǒng)經(jīng)歷了分立式航空電子系統(tǒng)、聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)到綜合化航空電子系統(tǒng)的發(fā)展過程，而現(xiàn)在又朝著硬件結(jié)構(gòu)綜合化、功能軟件化、采用高速總線網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。目前國內(nèi)飛機(jī)機(jī)電管理系統(tǒng)綜合化程度越來越高，軟件規(guī)模也越來越大，國內(nèi)某大型飛機(jī)機(jī)電綜合管理系統(tǒng)軟件規(guī)模達(dá)百萬行，如此大規(guī)模軟件，對軟件測試平臺的搭建提出了更高的要求。

1測試環(huán)境概述

1.1測試環(huán)境特征

機(jī)載軟件的測試環(huán)境包括軟件運(yùn)行環(huán)境和測試工具環(huán)境。測試工具一般要求是經(jīng)過鑒定的工具欺件測試環(huán)境應(yīng)具有可控性和真實性的特征。外圍部分為仿真或模擬環(huán)境，則可控性很好但是真實性不夠;若外圍部分都是真實環(huán)境，則可控性不夠。一般測試級別（單元測試、部件測試、配置項測試和系統(tǒng)測試）越低，環(huán)境要求越可控，測試方法也越簡單，測試結(jié)果易于獲得;測試級別越高，環(huán)境要求越真實，便于從整體發(fā)現(xiàn)軟件缺陷。

嵌入式軟件的測試環(huán)境一般分為全數(shù)字仿真環(huán)境、半實物仿真環(huán)境、全實物測試環(huán)境三種。測試環(huán)境需要符合軟件研制總要求、軟件開發(fā)文檔等要求，同時能滿足多樣性測試的要求。比如故障模式、異常狀態(tài)、強(qiáng)度或降級狀態(tài)的模擬等，要求測試環(huán)境的可控性較高;而性能、接口等測試又要求測試環(huán)境更加真實。必要時，測試某個軟件可以建立多個測試環(huán)境。

針對機(jī)載系統(tǒng)大規(guī)模的軟件，需要搭建一套完整的軟件測試環(huán)境，它是測試所需的一組自動工具、固件和硬件的集合，典型組成見圖1。

1.2測試環(huán)境要求

針對大規(guī)模機(jī)電綜合管理系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件通常在幾個分區(qū)內(nèi)運(yùn)行。重點需要驗證平臺和應(yīng)用的功能、性能和安全性等，相關(guān)測試工作大致可以與傳統(tǒng)測試級別中的配置項級和系統(tǒng)級測試相對應(yīng)。因此，除了滿足一般嵌入式軟件測試環(huán)境要求外，機(jī)載大規(guī)模軟件測試環(huán)境還需滿足如下要求：

a足夠多的硬件接口，能夠與機(jī)電管理計算機(jī)數(shù)量眾多的外部接口互聯(lián)，接口類型包括：AF DX（或1394、FC等）、ARINC429、CAN、RS422、離散量輸入輸出、模擬量輸入輸出以及一些特殊I/O接口，為此，需要大量接口板卡和相應(yīng)驅(qū)動程序。

b具備靈活的配置能力，能夠支持軟件在不同階段和不同配置下的測試。

c具備動態(tài)擴(kuò)展能力，能夠根據(jù)被測軟件和目標(biāo)機(jī)的要求，方便地擴(kuò)展測試環(huán)境的規(guī)模，應(yīng)對功能軟件化的新需求。

2測試流程及內(nèi)容

機(jī)電綜合管理系統(tǒng)軟件測試，由其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定，一般采取自底向上增量式集成測試的策略，分別是平臺測試、應(yīng)用測試、系統(tǒng)測試、多系統(tǒng)集成測試、全系統(tǒng)集成測試、地面測試及試飛等步驟，詳見下圖2。

2.1平臺測試

平臺測試主要包括操作系統(tǒng)測試、操作系統(tǒng)與硬件集成測試、平臺配置測試等。

操作系統(tǒng)測試主要按照操作系統(tǒng)軟件級別要求開展操作系統(tǒng)的單元測試、部件測試、配置項測試，以及標(biāo)準(zhǔn)（比如：ARIlxlC653）符合性測試和健壯性測試。

操作系統(tǒng)與硬件集成測試主要將操作系統(tǒng)加載至機(jī)電管理系統(tǒng)的硬件平臺，測試操作系統(tǒng)的功能及性能。典型的功能測試包括：分區(qū)管理、進(jìn)程管理、時間管理、緩沖管理、分區(qū)間通信管理、共享數(shù)據(jù)區(qū)管理等;典型的性能測試包括：引導(dǎo)時間、分區(qū)/進(jìn)程上下文切換時間、中斷/異常響應(yīng)時間、接口性能測試和最大能力測試等。

平臺配置測試在系統(tǒng)最終配置下進(jìn)行。最終配置由各個分區(qū)應(yīng)用的局部配置和操作系統(tǒng)的全局配置組成，填寫在操作系統(tǒng)的配置表中，主要內(nèi)容包括：分區(qū)數(shù)量、主幀時間長度、分區(qū)間通信使用的采樣/隊列通道號、分區(qū)內(nèi)通信使用的緩沖/信號量/事件的數(shù)量、異常和中斷掛接的處理程序、看門狗持續(xù)時間等。平臺測試環(huán)境示意圖如圖3所示。

2.2應(yīng)用軟件測試

應(yīng)用測試主要在最終應(yīng)用配置情況下，測試加載于平臺分區(qū)中的應(yīng)用;主要包括應(yīng)用模塊測試、應(yīng)用模塊集成測試及應(yīng)用與硬件集成測試。

模塊測試主要對應(yīng)用模塊軟件執(zhí)行單元測試、部件測試。模塊集成測試主要對應(yīng)用進(jìn)行配置項測試及系統(tǒng)測試。應(yīng)用與硬件集成測試，主要在硬件平臺上進(jìn)一步測試應(yīng)用的功能、性能等指標(biāo)。應(yīng)用測試如下圖4所示。

2.3系統(tǒng)測試

在系統(tǒng)測試階段開始時，必須保證每個已測應(yīng)用的配置與先前進(jìn)行應(yīng)用測試時所用配置相同。測試內(nèi)容包括：資源管理和共享資源分配、健康監(jiān)控、故障管理、系統(tǒng)負(fù)載、應(yīng)用和分區(qū)之間互動關(guān)系是否合適且受到控制、對數(shù)據(jù)總線和I/O消息的使用是否正確等。

3結(jié)語

對著機(jī)電系統(tǒng)綜合化程度越來越高，機(jī)載軟件的規(guī)模和復(fù)雜度呈觀出指數(shù)級的增長，為了適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)功能軟件化的要求，機(jī)載軟件傳統(tǒng)的研制過程和方法需要不斷的變革、完善，軟件測試做為軟件開發(fā)過程中的重要一環(huán)，需要緊跟時代步伐，不斷完善軟件測試環(huán)境、提升軟件測試驗證技術(shù)。

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