分布式導彈測試系統設計

摘要：針對目前導彈測試系統重復配置、測試資源無法得到充分利用的現狀，以LXI總線為基礎，綜合各種儀器總線的優勢，構建了一種多總線融合的分布式導彈測試系統，在ATML(自動測試標記語言)基礎上進行了系統軟件的設計和實現，達到測試資源共享、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的解決途徑，為實現儀器可互換性和可移植性奠定了基礎。系統較好地滿足了當前導彈保障領域的需求，具有一定的工程應用價值。
關鍵詞：LXI總線；導彈測試系統；ATML；同步

0 引言
隨著現代武器裝備復雜性、綜合化、智能化程度的不斷提高，導彈測試設備的升級換代不斷加快。而現有型號的導彈測試設備大多是自成一體的封閉式結構體系，而且每型導彈都要配備各自的導彈測試設備，使得目前部隊導彈測試設備型號多、數量大、分布地點分散，測試資源沒有得到充分利用，許多儀器、設備、模塊、系統平臺等重復配置，造成很大浪費。存在的不足主要表現在以下幾個方面：
(1)隨著儀器總線經歷了由GPIB、CAMAC到VX1、PXI總線的發展過程，導彈測試設備同樣經歷了這樣的發展階段，因此目前部隊配備的導彈測試設備中各種儀器總線并存，結構復雜多樣，相互之間不兼容，分布地點分散。
(2)不同型號、不同維護級別的導彈測試設備間缺乏互操作性，系統可移植性差，更新升級困難，無法有效地與外部環境實現測試診斷信息的交互，阻礙了診斷信息的共享和重用，使得診斷效率和準確性低下，無法適應現代多兵種聯合作戰對多武器系統、多級維護的需要。
(3)現有導彈測試設備廣泛采用商業貨架產品(COTS)，商業產品更新換代快(典型周期為5年)，而導彈武器系統的使用壽命往往超過10年，隨著測試設備硬件的過時，系統的維護費用將不斷攀升。
(4)導彈測試設備型號多，裝備技術支援保障所需操作人員也相應增加，不利于部隊裝備保障力量體系的優化。
分布式測試系統可以通過局域網把分布于各測點、獨立完成特定功能的測試設備和測試用計算機連接起來，以達到測試資源共享、分散操作、集中管理、協同工作、負載均衡、測試過程監控和設備故障診斷等目的。因此綜合各種儀器總線的優勢，以LXI總線為基礎，構建多總線融合的分布式導彈測試系統成為軍用測試領域的發展趨勢之一。

1 分布式導彈測試系統總體結構
由于不同型號導彈測試地點分散，測試流程復雜，測試手段多樣，因此適合采用分布式導彈測試系統的體系結構，能夠滿足測試系統內部各組件間、不同測試系統之間、測試系統與外部環境間信息的共享與無縫交互能力。如果采用目前常用的VXI或者PXI總線結構組成分布式導彈測試系統，系統中每個節點都需要單獨組建一套獨立的測試系統，然后通過網絡相互連接，每個節點都由計算機來控制，系統結構復雜，重復建設，造成資源浪費。
采用LXI總線結構為主體組成分布式導彈測試系統，則可以簡化系統配置，節約系統資源，增加系統的靈活性。系統以LXI總線連接各測量儀器模塊，LXI設備或模塊可以直接通過LXI總線實現對目標的測量與控制，每個LXI設備自帶處理器、LAN連接、電源和觸發端口，控制計算機與設備之間的通信通過網線傳輸，不需要重復配置終端計算機；原有的VXI，PXI，CAMAC和GPIB等總線結構的導彈測試設備作為系統的組成部分，通過接口轉換器或零槽控制器與LXI總線網絡相連接；計算機控制器在操作系統的控制下作為整個測試系統的指令執行器，操作系統為整個測試系統提供文件管理、內存管理、用戶界面消息響應、測試結果輸出與打印、系統I／O請求處理等服務。系統總體結構如圖1所示。

LXI總線結構平臺將各種類型的現場儀器(包括GPIB，VXI，PXI，LXI等儀器)掛接在LAN上，打破了傳統儀器平臺中的測試儀器機箱和零槽控制器的限制，形成一種真正意義上的分布式開放的網絡體系結構。

2 測試系統軟件設計與實現
為解決導彈測試系統通用性差、開發和維護成本高、系統間缺乏互操作性、應用范圍有限等諸多不足，實現儀器可互換性和TPS(測試程序集)重用性、可移植性就成為了通用自動測試系統的重要發展方向。研究開發面向信號的測試軟件，實現TPS重用性、可移植性和儀器可互換性，具有較大的意義。
以XML標準為基礎開發的信息數據交換語言ATML(Automated Test Markup Language)是一種專用數據交換標準，滿足了共享ATE(自動測試設備)和測試信息的需求，使系統之間信息交換更容易，包括測試結果、程序、儀器及測試工作站的功能、技術指標及規范、待測件的規格、需求、診斷及維護信息等一些有價值的信息能夠共享、交換、互相操作。采用ATML表達測試診斷信息，將實現分布開放環境中測試診斷信息的無縫交互。ATML繼承了XML適用于多種運行環境、便于與各種編程語言交互的優點，將實現測試診斷知識與測試過程的分離，便于測試診斷知識的共享和可移植。而在測試執行過程中，還可以根據測試診斷知識來動態地調度測試運行步驟，實現更有效的故障定位，從而縮短診斷排故時間。
IEEE P1671就是能交換測試設備和測試信息的ATML標準，以XML的格式定義了自動測試系統軟件接口，以提高通用自動測試系統軟件組件的開放性，定義了在自動測試系統中廣泛使用的9種接口，并為每種接口定義了XML格式的語法，以提高用戶在特定的需求和應用中擴展ATML接口的靈活性，使測試結果的報告、測試的描述、儀器的描述、測試的結構布局、測試工作站以及待測件的數據等信息標準化。由于在文本文件中含有描述符，它可以在任何平臺上操作，計算機程序可以根據模式很容易地解釋和分析這些標記，也很容易讀懂。基于ATML的應用軟件具有靈活性和擴展性，能在系統間互相兼容。