旋极视界装备测试性专刊总第18期.indd

卷 首 语 FOREWORD THINKING 2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 抓 住 机 遇 乘 势 而 上 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 董 事 长 陈 江 涛 2014 年 是 我 国 经 济 进 入 新 常 态 的 开 局 之 年, 也 是 旋 极 科 技 为 全 面 建 成 国 际 一 流 的 信 息 技 术 服 务 企 业 奠 定 坚 实 基 础 的 关 键 一 年 总 的 看, 旋 极 科 技 业 务 转 型 取 得 了 新 的 突 破, 大 量 投 资 军 工 业 务, 在 资 本 市 场 上 获 得 好 评, 税 务 服 务 业 踏 上 了 腾 飞 的 征 程, 公 司 产 品 创 新 能 力 和 质 量 管 理 水 平 明 显 提 升, 国 际 化 步 伐 显 著 加 快, 核 心 业 务 竞 争 力 大 幅 提 高, 实 现 了 经 济 效 益 与 社 会 效 益 的 双 丰 收 展 望 2015, 将 是 公 司 进 入 全 面 发 展 新 阶 段 的 开 局 之 年, 是 二 次 创 业 转 型 升 级 的 发 力 年, 也 是 新 的 发 展 战 略 落 地 生 根 的 关 键 年 旋 极 科 技 将 进 一 步 集 聚 优 质 资 源, 以 测 控 技 术 税 务 技 术 信 息 安 全 智 慧 城 市 技 术 四 大 系 统 工 程 为 发 展 引 擎, 遵 循 引 进 消 化 吸 收 创 新 超 越 的 战 略 实 施 路 径, 抢 占 测 控 与 税 务 技 术 制 高 点, 打 造 信 息 安 全 基 石, 创 新 智 慧 城 市 技 术 模 式 着 力 履 行 社 会 责 任, 以 创 新 的 技 术 优 质 的 产 品 诚 信 的 经 营 和 良 好 的 业 绩 回 报 国 家 和 社 会, 为 人 类 的 进 步 和 发 展 提 供 最 有 价 值 的 信 息 技 术 产 品 和 管 理 服 务 在 新 的 一 年 里, 我 们 将 进 一 步 解 放 思 想, 做 好 顶 层 设 计, 强 化 战 略 管 理, 创 新 体 制 机 制, 转 变 发 展 方 式, 不 断 提 升 自 主 创 新 能 力 和 核 心 技 术 自 主 可 控 水 平, 为 建 设 具 有 国 际 竞 争 力 的 世 界 一 流 信 息 技 术 服 务 企 业 夯 实 基 础 我 们 将 坚 持 走 质 量 效 益 型 发 展 道 路, 深 入 分 析 企 业 发 展 所 面 临 的 机 遇 和 挑 战, 以 持 续 提 升 战 略 地 位 持 续 提 升 科 技 含 量 持 续 提 升 绩 效 水 平 为 工 作 的 出 发 点 和 落 脚 点, 突 出 抓 好 企 业 战 略 落 地 突 出 抓 好 员 工 队 伍 建 设 突 出 抓 好 基 础 管 理 建 设, 大 力 推 进 技 术 创 新 商 业 模 式 创 新 和 管 理 创 新, 持 续 加 快 市 场 化 国 际 化 发 展 步 伐, 进 一 步 增 强 企 业 适 应 全 球 化 的 能 力 和 水 平 我 们 将 进 一 步 完 善 市 场 开 发 体 制 机 制, 加 速 拓 展 总 承 包 和 国 际 业 务, 推 进 体 制 机 制 企 业 功 能 经 营 业 务 产 业 布 局 和 发 展 模 式 的 转 型 升 级, 努 力 构 筑 新 的 市 场 优 势 ; 进 一 步 深 化 内 部 改 革, 加 强 总 体 设 计 和 系 统 论 证, 推 进 制 度 体 系 风 险 防 范 体 系 建 设, 全 面 提 升 企 业 管 理 水 平 和 战 略 能 力 建 设 信 息 强 国, 机 遇 和 挑 战 并 存, 旋 极 科 技 的 责 任 和 使 命 重 大 在 新 的 一 年 里, 我 们 将 以 昂 扬 的 斗 志 和 坚 韧 不 拔 的 精 神, 同 心 协 力, 积 极 进 取, 勇 往 直 前, 为 实 现 我 们 心 中 的 中 国 梦, 为 早 日 建 成 国 际 一 流 的 信 息 技 术 服 务 公 司 和 实 现 中 华 民 族 的 伟 大 复 兴 作 出 新 的 更 大 的 贡 献, 以 优 异 的 成 绩 感 谢 和 回 报 社 会 各 界! 3

合 作 伙 伴 PARTNER 旋 极 视 界 装 备 测 试 性 专 刊 总 线 协 议 测 试 类 Alta 数 据 技 术 有 限 公 司 ( 简 称 Alta 公 司 ), 是 美 国 专 心 致 力 于 MIL-STD-1553b 和 ARINC429/717 等 航 空 总 线 并 提 供 最 好 的 通 信 产 品 和 服 务 的 公 司 该 公 司 可 提 供 创 新 的 设 计 和 一 流 的 服 务, 其 中 总 线 上 的 通 信 信 号 能 实 时 显 示 和 网 络 接 口 的 产 品 都 是 业 内 唯 一 独 特 的 技 术 产 品 产 品 提 供 五 年 质 保 期, 可 提 供 PCI CPCI PC104 PCIe XMC PMC 和 enet 等 接 口 产 品 TTTech 公 司 是 基 于 时 间 触 发 (Time-Triggered) 技 术 和 模 块 化 安 全 平 台 的 可 靠 性 网 络 顶 级 供 应 商, 能 够 提 供 符 合 DO-254 DO-178B IEC61508 ISO26262 要 求 的 产 品, 能 够 为 客 户 提 供 最 全 面 的 和 高 品 质 TTP(Time-Triggered Protocol) 和 TTE(Time- Triggered Ethernet) 全 套 开 发 测 试 产 品, 提 供 最 优 质 的 技 术 支 持 和 销 售 服 务 瑞 典 Kvaser 公 司 专 著 制 造 生 产 CAN 总 线 测 试 产 品 的 专 业 产 家, 是 汽 车 / 坦 克 领 域 工 业 自 动 控 制 领 域 和 医 疗 设 备 领 域 等 工 程 师 首 先 的 测 试 工 具 和 产 品 系 列 接 口 产 品 有 USB PCMICA PCI 和 P104+ 德 国 ADDI-DATA 公 司 是 一 家 出 口 型 的 国 际 化 公 司, 该 公 司 一 直 致 力 于 为 工 业 测 量 技 术 和 自 动 化 领 域 开 发 高 科 技 解 决 方 案, 可 提 供 牢 固 可 靠 顶 尖 的 测 控 产 品 以 及 专 业 的 咨 询 服 务 在 汽 车 和 金 属 工 业 机 器 制 造 特 殊 机 器 飞 机 制 造 化 学 等 应 用 领 域 中, 这 些 产 品 主 要 被 应 用 在 质 量 安 全 过 程 控 制 信 号 控 制 数 据 采 集 轴 线 控 制 或 位 置 测 量 数 字 信 号 处 理 类 BittWare 在 FPGA 计 算 和 信 号 处 理 方 面 处 于 行 业 领 先 地 位, 其 产 品 多 采 用 BittWare Anemone FPGA 协 处 理 器 Altera FPGA 和 Analog Devices DSP 技 术, 主 要 用 于 防 务 通 信 高 端 仪 器 生 命 科 学 等 方 面 BittWare 业 务 主 要 分 为 4 个 方 面 :FPGA COTS Hardware Value-Add Products for FPGA Development Tools Systems & Solutions

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 系 统 测 试 类 TechSAT GmbH 公 司 经 过 二 十 五 年 发 展, 已 成 为 航 空 业 可 靠 的 合 作 伙 伴 和 集 成 认 与 认 证 专 家 其 中 明 星 产 品 ADS-2 系 统 测 试 产 品 是 开 放 的 工 业 标 准 现 成 (COTS) 方 案, 用 于 对 分 布 的 实 时 系 统 (DRTS) 进 行 开 发 集 成 测 试 等 工 作 美 国 UEI(United Electronic Industries) 公 司 是 一 家 致 力 于 设 计 和 制 造 高 性 能 的 数 据 采 集 系 统 (DAQ) 和 实 时 控 制 领 域 的 公 司 该 公 司 研 制 的 数 据 采 集 产 品 具 有 世 界 领 先 水 平, 产 品 线 包 括 : 网 络 数 据 采 集 与 控 制 Ethernet DAQ 数 据 记 录 仪 器 UEILogger 可 编 程 的 自 动 化 控 制 器 UEIPAC 30 余 种 I/O 板 TCP 数 据 采 集 与 控 制 PCI 数 据 采 集 板 卡 PXI 数 据 采 集 板 卡 ISA 数 据 采 集 板 及 数 据 采 集 分 析 软 件 软 件 开 发 测 试 类 IBM Rational 专 门 提 供 面 向 软 件 开 发 与 交 付 的 产 品 服 务 和 最 佳 实 践 ; 并 且 覆 盖 了 从 设 计 到 交 付 的 整 个 项 目 生 命 周 期, 包 括 需 求 定 义 设 计 与 开 发 变 更 与 发 布 质 量 管 理 安 全 与 循 规 管 理 等 ; 旨 在 帮 助 企 业 提 升 软 件 交 付 的 创 新 能 力 和 投 资 收 益 Red Lizard Software 成 立 于 2009 年, 从 事 安 全 关 键 和 任 务 关 键 软 件 的 源 代 码 分 析 工 具 的 开 发, 是 首 家 把 模 型 检 查 和 自 动 静 态 分 析 技 术 整 合 在 一 起 的 公 司, 旗 舰 产 品 Goanna 可 以 自 动 发 现 软 件 缺 陷, 节 约 软 件 开 发 和 调 试 的 时 间, 防 止 软 件 开 发 中 的 资 源 浪 费 QA Systems 公 司 致 力 于 为 科 技 开 发 中 各 个 方 面 提 供 广 泛 的 商 业 和 技 术 服 务 明 星 产 品 为 C/C++ 单 元 集 成 测 试 工 具 和 Ada 语 言 单 元 测 试 工 具 其 在 航 空 领 域 已 取 得 了 广 泛 应 用 Bender-RBT 公 司 在 基 于 需 求 测 试 领 域 是 世 界 领 先 的 专 家 RBT 过 程 首 先 需 要 保 证 规 格 说 明 是 正 确 的 完 整 的 清 晰 的 和 逻 辑 一 致 的 从 黑 盒 测 试 角 度, 一 个 完 整 的 测 试 用 例 集 要 确 保 所 有 需 求 都 被 设 计 和 代 码 所 覆 盖 RBT 过 程 可 适 用 于 任 何 应 用, 不 限 语 言 种 类, 可 在 嵌 入 式 系 统 PC 客 户 机 / 服 务 器 基 于 网 络 主 机 和 基 于 应 用 的 超 级 计 算 机 上 的 技 术 运 行

COLUMNS P10 测 试 性 技 术 及 其 发 展 趋 势 Testability technology and development trend 卷 首 语 01 抓 住 机 遇 乘 势 而 上 市 场 活 动 26 旋 极 嵌 入 式 技 术 闪 耀 蓝 鲸 军 民 融 合 创 新 园 高 新 技 术 展 资 讯 06 旋 极 新 闻 焦 点 08 现 代 装 备 的 测 试 性 10 测 试 性 技 术 及 其 发 展 趋 势 14 测 试 性 工 作 在 项 目 研 制 阶 段 的 开 展 技 术 前 沿 29 浅 析 自 动 测 试 技 术 及 流 程 33 ARINC818-2 总 线 技 术 的 探 讨 35 分 布 式 测 控 系 统 中 通 用 化 设 计 与 实 现 38 装 备 故 障 诊 断 及 维 修 决 策 技 术 40 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 43 软 件 测 试 前 沿 技 术 - 敏 捷 测 试 16 测 试 性 验 证 与 评 价 18 从 测 试 性 看 FMEA 21 浅 析 测 试 性 试 验 中 试 验 方 案 及 样 本 分 配 方 法 23 IceBlade 故 障 注 入 系 统 在 测 试 性 验 证 平 台 中 的 应 用 6 WATERTEK VISION

COLUMNS 46 硬 件 仿 真 系 统 在 图 像 处 理 FPGA 应 用 中 加 速 逻 辑 验 证 49 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 52 GJB8114 C/C++ 语 言 编 程 安 全 子 集 的 提 出 和 改 进 54 控 制 系 统 中 的 PLC 系 统 综 合 测 试 技 术 技 术 下 午 茶 58 GJB5000A 二 级 的 实 施 经 验 谈 61 关 键 性 软 件 的 堆 栈 分 析 方 法 64 冗 错 信 道 编 码 LDPC 的 测 试 验 证 方 法 66 聚 焦 单 元 测 试 法 68 FPGA 测 试 中 的 动 态 仿 真 与 形 式 验 证 2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 主 办 : 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 股 票 简 称 : 旋 极 信 息 代 码 :300324 71 软 件 缺 陷 分 析 技 术 研 究 报 告 产 品 应 用 78 自 动 测 试 工 具 cantata6.2 在 航 天 型 号 软 件 单 元 测 试 中 的 应 用 82 1553B 板 卡 离 散 接 口 在 同 步 检 测 上 的 应 用 85 高 速 分 布 式 总 线 网 络 测 试 系 统 的 架 构 探 讨 88 单 元 测 试 铁 路 EN50128 认 证 项 目 实 战 旋 极 人 党 工 企 动 态 90 旋 极 信 息 举 行 女 人 节 欢 乐 健 身 活 动 91 旋 极 春 节 送 温 暖 共 建 和 谐 企 业 91 " 怀 揣 梦 想, 编 织 未 来 " 入 职 培 训 成 功 举 行 92 首 届 旋 极 杯 拔 河 比 赛 圆 满 结 束 编 委 : 陈 江 涛 蔡 厚 富 黄 海 涛 陈 为 群 于 民 叶 明 总 编 辑 : 刘 明 主 编 : 党 云 本 期 责 编 : 岳 庆 敏 通 讯 员 : 付 江 孙 潇 潇 雷 立 帆 朱 蓓 英 文 编 辑 : 沈 芳 校 对 : 岳 庆 敏 投 稿 电 话 : 010-82695286 投 稿 信 箱 : news@watertek.com 订 阅 电 话 : 010-82695286 订 阅 邮 箱 : news@watertek.com 公 司 网 址 : www.watertek.com 地 址 : 北 京 市 海 淀 区 丰 秀 中 路 三 号 院 12 号 楼 邮 编 : 100094 年 会 94 旋 极 信 息 年 会 成 功 召 开 98 年 会 节 目 图 片 展 100 年 度 表 彰 版 式 设 计 : 泛 知 品 牌 设 计 ( 本 杂 志 免 费 邮 寄, 邮 件 中 请 注 明 : 姓 名, 单 位, 职 务, 地 址, 邮 编, 电 子 邮 箱, 电 话 ) 自 由 书 写 102 从 隆 中 对 看 三 国 时 期 发 达 的 谋 略 思 想 104 上 海 旋 极 希 望 之 春 WATERTEK VISION 7

资 讯 公 司 新 闻 NEWS 8 旋 极 新 闻 旋 极 信 息 助 力 北 京 大 成 通 号 轨 道 公 司 通 过 劳 氏 认 证 2014 年 11 月 3 日, 北 京 大 成 通 号 轨 道 交 通 设 备 有 限 公 司 的 地 铁 码 发 生 器 EN50128 认 证 项 目, 成 功 通 过 铁 路 等 行 业 的 国 际 权 威 认 证 英 国 劳 氏 认 证, 荣 获 Lloyd s Register SIL-4 级 证 书 该 项 目 在 认 证 资 料 准 备 过 程 中 全 面 采 用 了 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 提 供 的 软 件 静 态 测 试 工 具 QAC 单 元 集 成 测 试 工 具 Cantata 和 软 件 质 量 度 量 工 具 McCabe 等 Lloyd s Register( 英 国 劳 氏 船 级 社 ) 是 铁 路 行 业 软 件 认 证 的 权 威 机 构, 创 于 250 多 年 前 该 认 证 对 铁 路 软 件 的 发 布 有 严 格 的 质 量 要 求, 各 项 度 量 和 要 求 对 测 试 人 员 的 能 力 提 出 了 严 峻 的 挑 战, 各 项 度 量 结 果 的 统 计 仅 仅 依 靠 人 工 是 无 法 完 成 的 任 务 2013 年 7 月 至 2014 年 10 月 是 该 项 目 的 测 试 阶 段, 军 工 中 心 软 件 工 程 部 全 体 工 程 师 为 大 成 通 号 公 司 项 目 组 提 供 全 面 的 技 术 支 持 旋 极 信 息 所 提 供 的 QAC 静 态 规 则 检 查 工 具, 遵 循 MISRA 2004 标 准, 解 决 了 人 工 分 析 效 率 低 下 的 问 题 ;Cantata 单 元 与 集 成 测 试 工 具, 凭 借 业 界 独 有 的 AutoTest 自 动 生 成 测 试 用 例 技 术, 极 大 地 缩 短 了 动 态 测 试 的 周 期 ;MCCABE 软 件 度 量 工 具, 在 数 据 流 控 制 流 图 方 面, 解 决 了 人 工 分 析 效 率 不 高 数 据 不 客 观 的 问 题 旋 极 信 息 携 手 匈 牙 利 EPS 公 司 进 军 欧 洲 市 场 常 务 副 总 经 理 刘 明 先 生 与 EPS 董 事 会 主 席 托 马 斯 先 生 投 资 部 总 经 理 拉 斯 洛 先 生 座 谈 2014 年 11 月 4 日, 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 在 位 于 永 丰 基 地 的 公 司 总 部 与 来 自 欧 洲 最 大 的 停 车 管 理 公 司 之 一 的 匈 牙 利 EPS WORLD 公 司 签 订 了 战 略 合 作 协 议, 正 式 宣 布 进 军 欧 洲 停 车 收 费 市 场 双 方 经 过 多 次 的 了 解 与 协 商, 就 中 国 及 欧 洲 城 市 道 路 停 车 项 目, 本 着 长 期 合 作 共 同 发 展 利 益 共 享 的 原 则, 在 完 全 自 愿 的 基 础 上 在 中 国 及 欧 洲 区 域 范 围 内 进 行 紧 密 的 技 术 和 市 场 合 作, 实 行 整 体 组 合 向 停 车 行 业 进 行 推 广 此 次 强 强 联 合, 旋 极 信 息 将 公 司 优 势 的 停 车 收 费 产 品 授 权 给 EPS WORLD 公 司 在 欧 洲 区 域 范 围 进 行 销 售 同 样,EPS WORLD 公 司 将 在 欧 洲 区 域 内 积 极 推 广 旋 极 信 息 的 停 车 产 品, 将 公 司 的 停 车 产 品 推 向 国 际 市 场 旋 极 信 息 成 功 举 行 西 部 温 暖 计 划 公 益 捐 赠 军 工 中 心 专 门 采 购 19 件 崭 新 的 羽 绒 服 捐 赠 2014 年 11 月 5 日, 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 党 支 部 工 会 响 应 中 国 青 少 年 发 展 基 金 会 倡 议, 号 召 公 司 员 工 参 加 清 理 衣 柜 奉 献 爱 心 让 爱 流 动 起 来 西 部 温 暖 计 划 旋 极 信 息 公 益 捐 赠 活 动 公 司 有 100 余 人 参 加 了 此 次 活 动, 活 动 共 募 集 到 衣 物 图 书 等 共 计 654 件 ( 含 19 件 新 羽 绒 服,6 床 新 棉 被 ) 在 简 短 的 捐 赠 仪 式 上, 董 事 长 陈 江 涛 对 此 次 活 动 深 表 赞 扬, 充 分 肯 定 了 党 员 在 此 次 活 动 中 的 模 范 带 头 作 用 公 司 常 务 副 总 经 理 刘 明 讲 道 : 每 个 人 对 于 自 己 用 过 的 东 西 都 是 敝 帚 自 珍 的, 大 家 能 如 此 积 极 响 应 这 次 公 益 捐 赠 是 特 别 可 贵 的 精 神 公 司 党 支 部 工 会 对 此 次 公 益 捐 赠 进 行 了 广 泛 的 宣 传 和 动 员, 持 续 一 周 通 过 公 司 广 播 播 放 公 益 捐 赠 倡 议 和 接 受 衣 物 标 准 10 余 次, 参 与 募 捐 的 人 员 为 70

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 人, 达 到 了 公 司 总 人 数 的 三 分 之 一 捐 赠 现 场 气 氛 热 烈, 场 面 火 爆, 陈 江 涛 董 事 长 率 先 捐 赠 了 一 床 厚 实 的 崭 新 棉 被, 刘 明 副 总 经 理 捐 赠 了 一 件 几 乎 全 新 的 皮 衣, 蔡 厚 富 副 总 经 理 所 带 领 的 军 工 中 心 事 业 部 别 出 心 裁, 特 意 采 购 了 19 件 崭 新 的 羽 绒 服 前 来 捐 赠 现 场 捐 赠 的 人 流 络 绎 不 绝, 许 多 小 细 节 都 洋 溢 着 旋 极 人 满 满 的 爱 有 些 人 专 门 把 衣 物 送 去 干 洗, 保 证 衣 物 洁 净 ; 有 的 人 是 退 伍 的 战 士, 捐 赠 了 全 新 的 军 队 棉 被 ; 有 些 人 捐 赠 了 文 具 盒 未 来 星 图 书 套 装 和 书 包 ; 有 些 人 捐 赠 了 印 有 旋 极 字 样 的 足 球 运 动 衣 ; 有 些 人 捐 赠 了 小 宝 宝 穿 的 连 体 棉 衣 和 精 美 公 主 小 外 套, 爱 心 洋 溢, 令 人 感 动 中 共 北 京 市 海 淀 区 委 海 淀 园 工 委 组 织 部 日 前 发 布 红 头 文 件 海 淀 园 基 层 党 员 活 动 室 ( 党 群 活 动 中 心 ) 建 设 经 费 补 助 办 法, 下 拨 建 设 经 费 加 强 基 层 特 别 是 非 公 企 业 党 建 活 动 工 作 旋 极 信 息 党 支 部 接 到 通 知 后, 根 据 文 件 描 述 的 经 费 使 用 范 围 申 报 与 受 理 条 件 经 费 的 监 督 与 管 理 等 各 项 细 则, 在 公 司 常 务 副 总 经 理 刘 明 和 党 支 部 书 记 的 带 领 下, 在 经 党 支 部 委 员 讨 论 后, 及 时 上 报 了 旋 极 信 息 党 建 工 作 活 动 的 详 细 材 料 旋 极 信 息 党 支 部 经 过 材 料 汇 编 上 报 审 核 现 场 反 馈 等 环 节 后, 海 淀 园 工 委 高 度 重 视, 并 于 2014 年 12 月 3 日 下 拨 支 持 旋 极 信 息 党 支 部 专 项 党 建 工 作 和 活 动 经 费 共 计 15800 元 整, 该 项 经 费 纳 入 到 党 支 部 经 费 统 一 管 理, 用 于 党 员 教 育 管 理 服 务 党 员 开 展 党 建 活 动 等 海 淀 园 工 委 领 导 走 访 旋 极 此 次 共 捐 赠 25 袋 共 654 件 衣 物 捐 赠 活 动 获 得 了 巨 大 的 成 功, 中 国 青 少 年 发 展 基 金 会 兰 花 草 艺 术 基 金 特 别 发 来 感 谢 信 : 2014 西 部 温 暖 计 划 努 力 体 现 对 受 助 者 的 尊 重 和 关 怀 慈 善 不 是 对 弱 者 的 怜 悯 和 施 舍, 而 是 平 等 主 体 之 间 的 相 互 帮 助 和 扶 持, 每 一 个 参 与 进 来 的 人 都 是 受 益 者 相 信 今 年 与 贵 单 位 共 同 开 展 西 部 温 暖 计 划 是 一 个 良 好 的 开 端, 也 衷 心 希 望 我 们 能 够 继 续 合 作, 为 西 部 地 区 需 要 帮 助 的 孩 子 们 共 同 营 造 一 个 温 暖 的 世 界! 11 月 7 日, 西 部 温 暖 计 划 已 顺 利 发 车 前 往 四 川 甘 孜 西 藏 昌 都 地 区, 儿 童 衣 物 和 图 书 将 捐 助 给 西 部 贫 困 地 区 的 孩 子, 成 人 衣 物 将 捐 助 给 孩 子 们 的 父 母 这 些 来 自 旋 极 的 爱 心 衣 物 和 图 书 将 陪 伴 西 部 的 同 学 们 度 过 一 个 温 暖 的 冬 季 海 淀 园 工 委 专 项 经 费 支 持 旋 极 信 息 党 建 活 动 旋 极 信 息 党 支 部 于 2014 年 12 月 3 日 接 收 到 海 淀 园 工 委 的 专 项 党 建 工 作 和 活 动 经 费 支 持 共 计 15800 元 整 旋 极 党 支 部 委 员 雷 恩 付 江 在 党 员 学 习 室 接 待 了 上 级 领 导 2014 年 12 月 17 日, 中 共 北 京 市 海 淀 园 工 委 党 建 指 导 于 淑 玲 老 师 葛 毅 老 师 走 访 了 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司, 对 旋 极 信 息 党 支 部 党 建 工 作 进 行 指 导 旋 极 党 支 部 委 员 雷 恩 付 江 在 党 员 学 习 室 热 情 接 待 并 做 党 支 部 工 作 情 况 汇 报 党 建 指 导 于 老 师 葛 老 师 对 旋 极 信 息 党 支 部 的 工 作 情 况 表 示 肯 定, 建 议 党 支 部 认 真 填 写 与 保 管 海 淀 区 委 组 织 部 印 制 的 党 支 部 工 作 手 册 积 极 组 织 并 召 开 三 会 一 课 组 织 生 活 会, 对 于 党 组 织 和 党 员 信 息 台 账, 党 建 工 作 经 费 使 用 情 况 记 录 要 进 行 分 类 整 理 并 妥 善 保 管, 对 于 本 年 度 开 展 的 党 的 群 众 路 线 教 育 实 践 活 动 发 展 党 员 要 落 实 到 位, 对 于 新 中 国 共 产 党 发 展 党 员 工 作 细 则 要 认 真 学 习 并 贯 彻 同 时 查 看 党 员 学 习 活 动 室 党 建 宣 传 栏 等 相 关 阵 地 建 设 情 况 9

焦 点 2015 现 代 装 备 的 测 试 性 Focus 2015 本 期 焦 点 THE FOCUS 现 代 装 备 的 测 试 性 The testability of modern equipment 文 岳 庆 敏 北 京 旋 极 军 工 中 心 副 总 经 理 10

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 随 着 军 用 装 备 电 子 化 水 平 和 复 杂 化 程 度 的 提 高, 现 代 装 备 功 能 越 来 越 先 进, 结 构 越 来 越 复 杂, 按 照 GJB9001B 军 品 质 量 体 系 的 要 求, 需 要 对 军 品 按 照 六 性 进 行 质 量 管 理, 分 别 是 可 靠 性 维 修 性 保 障 性 测 试 性 安 全 性 和 环 境 适 应 性 军 品 六 性 中 的 测 试 性 是 装 备 中 的 一 个 固 有 质 量 特 性, 测 试 性 对 装 备 的 维 修 保 障 和 战 时 的 利 用 率 具 有 非 常 重 要 的 作 用 近 年 来, 测 试 性 技 术 在 理 论 和 应 用 方 面 取 得 了 显 著 的 进 展, 国 内 外 军 用 装 备 机 内 测 试 技 术 (BIT) 和 自 动 测 试 设 备 (ATE) 的 发 展 现 状 表 明, 现 阶 段 军 用 装 备 存 在 BIT 虚 警 率 高 诊 断 能 力 不 足 诊 断 模 糊 等 问 题, 同 时 也 存 在 ATE 费 用 高 种 类 多 操 作 复 杂 离 线 检 查 等 方 面 的 不 足 为 了 提 高 军 品 装 备 的 测 试 性, 按 照 军 品 的 研 制 流 程, 可 以 划 分 为 测 试 性 设 计 和 测 试 性 验 证 两 个 阶 段, 测 试 性 设 计 按 照 并 行 工 程 思 想, 在 装 备 设 计 阶 段 并 行 考 虑 测 试 问 题, 综 合 应 用 BIT 自 动 测 试 人 工 测 试 等 测 试 资 源, 通 过 优 化 设 计 提 高 装 备 自 身 的 测 试 性, 测 试 性 设 计 技 术 是 目 前 提 高 装 备 测 试 水 平 的 最 佳 技 术 途 径, 是 国 内 外 装 备 综 合 保 障 领 域 研 究 和 应 用 的 热 点 之 一 ; 测 试 性 验 证 则 需 要 通 过 对 武 器 装 备 注 入 一 定 数 量 的 故 障 模 式 样 本, 从 而 触 发 装 备 的 机 内 测 试 (BIT) 功 能, 以 此 来 检 验 装 备 的 测 试 性 设 计 是 否 满 足 要 求, 因 此 故 障 注 入 是 测 试 性 验 证 中 的 一 个 极 其 重 要 的 手 段 以 上 两 种 技 术 都 融 合 了 总 线 技 术 BIT 技 术 虚 拟 仪 器 技 术 和 综 合 诊 断 技 术, 代 表 了 目 前 测 试 性 技 术 的 发 展 现 状 当 前 国 内 的 装 备 测 试 性 技 术 发 展 迅 速, 以 空 军 为 例, 在 航 空 体 系 内 成 立 了 七 家 测 试 性 验 证 中 心, 在 装 备 测 试 性 方 面 开 展 了 卓 有 成 效 的 工 作, 相 信 在 不 久 的 将 来, 测 试 性 工 作 将 会 所 有 装 备 型 号 中 开 展, 将 会 大 幅 提 高 装 备 的 维 修 保 障 能 力 以 及 作 战 使 用 率 11

焦 点 2015 现 代 装 备 的 测 试 性 Focus 测 试 性 技 术 及 其 发 展 趋 势 Testability technology and development trend 文 付 江 旋 极 信 息 军 工 中 心 系 统 测 试 部 主 管 根 据 军 用 产 品 质 量 管 理 体 系, 军 用 产 品 具 有 可 靠 性 维 修 性 保 障 性 测 试 性 安 全 性 和 环 境 适 应 性 的 六 性 要 求 测 试 性 是 军 用 产 品 所 具 有 的 一 种 质 量 特 性 测 试 性 定 义 为 : 产 品 能 够 及 时 准 确 地 确 定 其 状 态 ( 可 工 作 不 可 工 作 或 性 能 下 降 ) 并 隔 离 其 内 部 故 障 的 一 种 设 计 特 性 随 着 装 备 发 展 越 来 越 快, 复 杂 度 越 来 越 高, 测 试 性 对 装 备 的 维 修 保 障 和 作 战 使 用 越 来 越 重 要 本 文 主 要 从 测 试 性 的 技 术 以 及 测 试 性 技 术 的 发 展 趋 势 对 测 试 性 质 量 特 性 进 行 探 讨 测 试 性 是 装 备 的 可 靠 性 设 计 和 装 备 的 维 修 保 障 设 计 之 间 的 重 要 纽 带 可 靠 性 关 注 产 品 功 能 的 持 续 能 力, 即 产 品 在 规 定 条 件 下 和 规 定 时 间 内 完 成 规 定 功 能 的 能 力 维 修 性 和 保 障 性 关 注 产 品 功 能 的 恢 复 和 保 障 能 力, 即 维 修 时 产 品 保 持 或 恢 复 到 规 定 状 态 的 能 力 以 及 保 障 时 满 足 平 时 战 备 和 战 时 使 用 要 求 的 能 力 测 试 性 技 术 的 实 施 可 及 时 发 现 装 备 的 故 障, 从 而 使 操 作 者 采 取 措 施 规 避 故 障 的 进 一 步 发 展, 对 于 有 余 度 设 计 的 装 备 也 可 使 系 统 重 构, 完 成 自 修 复, 显 著 地 提 高 可 靠 性 ; 对 于 维 修 保 障 而 言, 测 试 性 技 术 的 实 施 使 装 备 可 以 快 速 地 检 测 和 隔 离 故 障, 可 大 大 减 少 平 均 故 障 修 复 时 间, 减 少 装 备 对 保 障 资 源 的 要 求, 对 装 备 的 可 靠 性 以 及 维 修 保 障 特 性 也 有 积 极 的 作 用 测 试 性 技 术 对 维 修 性 可 靠 性 战 备 完 好 性 任 务 成 功 性 保 障 性 等 都 有 重 要 的 影 响, 测 试 性 技 术 实 施 已 经 成 为 军 用 装 备 设 计 的 重 要 环 节 12

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 1. 测 试 性 技 术 测 试 性 是 装 备 的 可 靠 性 设 计 和 装 备 的 维 修 保 障 设 计 之 间 的 重 要 纽 带 可 靠 性 关 注 产 品 功 能 的 持 续 能 力, 即 产 品 在 规 定 条 件 下 和 规 定 时 间 内 完 成 规 定 功 能 的 能 力 维 修 性 和 保 障 性 关 注 产 品 功 能 的 恢 复 和 保 障 能 力, 即 维 修 时 产 品 保 持 或 恢 复 到 规 定 状 态 的 能 力 以 及 保 障 时 满 足 平 时 战 备 和 战 时 使 用 要 求 的 能 力 测 试 性 技 术 的 实 施 可 及 时 发 现 装 备 的 故 障, 从 而 使 操 作 者 采 取 措 施 规 避 故 障 的 进 一 步 发 展, 对 于 有 余 度 设 计 的 装 备 也 可 使 系 统 重 构, 完 成 自 修 复, 显 著 地 提 高 可 靠 性 ; 对 于 维 修 保 障 而 言, 测 试 性 技 术 的 实 施 使 装 备 可 以 快 速 地 检 测 和 隔 离 故 障, 可 大 大 减 少 平 均 故 障 修 复 时 间, 减 少 装 备 对 保 障 资 源 的 要 求, 对 装 备 的 可 靠 性 以 及 维 修 保 障 特 性 也 有 积 极 的 作 用 测 试 性 技 术 对 维 修 性 可 靠 性 战 备 完 好 性 任 务 成 功 性 保 障 性 等 都 有 重 要 的 影 响, 测 试 性 技 术 实 施 已 经 成 为 军 用 装 备 设 计 的 重 要 环 节 测 试 性 技 术 体 系 主 要 包 括 测 试 性 设 计 目 标 测 试 性 设 计 技 术 测 试 性 验 证 技 术 以 及 测 试 性 的 工 程 应 用 标 准 1.1 测 试 性 设 计 目 标 测 试 性 定 义 为 : 产 品 能 够 及 时 准 确 地 确 定 其 状 态 ( 可 工 作 不 可 工 作 或 性 能 下 降 ) 并 隔 离 其 内 部 故 障 的 一 种 设 计 特 性 从 定 义 可 以 看 出, 测 试 性 的 设 计 目 标 是 需 要 产 品 具 有 以 下 功 能 : 状 态 监 测 故 障 检 测 故 障 隔 离 除 了 上 述 测 试 性 设 计 的 目 标 之 外, 为 了 减 少 测 试 性 设 计 给 装 备 可 靠 性 带 来 的 不 利 影 响 并 结 合 测 试 性 扩 展 的 考 虑, 为 测 试 性 设 计 增 加 了 虚 警 抑 制 和 故 障 预 测 的 目 标 具 体 如 下 : 状 态 监 测 ; 状 态 监 测 是 指 在 产 品 在 工 作 状 态 下, 周 期 性 地 获 取 产 品 的 性 能 参 数 并 与 正 常 状 态 基 准 对 比, 以 确 定 产 品 是 否 在 规 定 的 范 围 内 工 作 的 过 程 状 态 监 测 功 能 可 将 产 品 工 作 过 程 中 的 关 键 参 数 上 报 给 操 作 者, 以 便 分 析 产 品 的 性 能 是 否 下 降 故 障 检 测 ; 故 障 检 测 是 发 现 产 品 故 障 的 过 程 主 要 检 测 系 统 有 无 故 障, 是 否 可 投 入 正 常 运 行 并 给 出 相 应 指 示, 可 应 用 于 维 修 保 障 过 程 故 障 隔 离 ; 故 障 隔 离 是 将 故 障 定 位 隔 离 至 规 定 的 模 糊 组 的 过 程 将 故 障 隔 离 后, 可 通 过 更 换 相 应 故 障 单 元 的 方 式 完 成 产 品 的 维 修 工 作 虚 警 抑 制 ; 虚 警 抑 制 是 指 当 对 产 品 故 障 诊 断 ( 包 括 检 测 和 隔 离 ) 时, 对 故 障 误 报 进 行 抑 制 和 消 除 的 过 程 由 于 测 试 性 的 设 计 增 加 了 系 统 的 复 杂 度, 并 且 测 试 性 的 功 能 模 块 也 会 产 生 故 障, 所 以 为 可 靠 性 带 来 了 不 利 影 响 为 了 减 少 和 降 低 这 种 不 利 影 响, 需 要 通 过 合 理 的 设 计 降 低 虚 警, 从 而 对 测 试 性 设 计 目 标 提 出 了 虚 警 抑 制 的 要 求 故 障 预 测 故 障 预 测 是 通 过 搜 集 并 分 析 产 品 的 状 态 ( 包 括 历 史 数 据 ) 预 测 故 障 何 时 发 生 的 过 程 故 障 预 测 也 属 于 PHM( 故 障 预 测 与 健 康 管 理 ) 的 重 要 工 作, 通 过 故 障 预 测 可 提 前 预 知 产 品 可 能 产 生 的 故 障, 以 便 及 时 采 取 有 效 的 处 理 措 施 1.2 测 试 性 设 计 技 术 测 试 性 设 计 技 术 是 指 为 了 达 到 产 品 的 测 试 性 质 量 目 标, 在 测 试 性 设 计 过 程 中 所 采 用 的 手 段 和 方 法 目 前 测 试 性 设 计 技 术 主 要 有 固 有 测 试 性 机 内 测 试 外 部 自 动 测 试 人 工 测 试 和 综 合 诊 断 等 其 中 综 合 诊 断 为 测 试 性 设 计 技 术 扩 展 的 重 要 内 容 固 有 测 试 性 ; 固 有 测 试 性 是 指 仅 取 决 于 系 统 或 设 备 硬 件 的 设 计, 不 受 测 试 激 励 数 据 和 响 应 数 据 影 响 的 测 试 性 固 有 测 试 性 包 括 硬 件 的 结 构 设 计 和 功 能 划 分 是 否 合 理 测 试 是 否 可 控 和 可 观 测 元 器 件 的 选 择 电 路 的 设 计 等 固 有 测 试 性 要 求 产 品 在 设 计 上 要 保 证 方 便 可 测 试 的 特 性, 是 达 到 测 试 性 要 求 的 基 础 机 内 测 试 (BIT); 机 内 测 试 是 指 系 统 或 设 备 内 部 提 供 的 检 测 和 隔 离 故 障 的 自 动 测 试 能 力 BIT 包 括 任 务 前 BIT 任 务 中 BIT 以 及 任 务 后 BIT 任 务 前 BIT 也 称 为 作 战 前 BIT, 在 装 备 执 行 任 13

焦 点 2015 现 代 装 备 的 测 试 性 Focus 14 务 前 的 测 试, 需 要 对 整 个 装 备 系 统 全 面 测 试 在 时 间 要 求 上 一 般 小 于 3 分 钟 任 务 中 BIT 也 称 为 连 续 BIT 或 周 期 BIT, 根 据 不 同 的 装 备 也 叫 飞 行 BIT 在 线 BIT 等 需 要 对 关 键 设 备 进 行 周 期 性 的 测 试 在 执 行 任 务 的 空 闲 时 间 进 行 任 务 后 的 BIT 也 称 为 维 修 BIT, 是 对 整 个 系 统 进 行 全 面 的 测 试, 但 持 续 的 时 间 较 长 外 部 自 动 测 试 ; 外 部 自 动 测 试 通 常 采 用 自 动 测 试 设 备 (ATE) 或 自 动 测 试 系 统 (ATS) 完 成 外 部 自 动 测 试 设 备 主 要 用 于 中 继 级 和 基 地 级 维 修, 其 与 被 测 装 备 具 有 强 耦 合 性 ATE 设 备 一 般 采 用 VXI VME PXI 总 线, 采 用 市 面 上 的 货 架 板 卡, 集 成 虚 拟 仪 器 仪 表 ( 如 : 示 波 器 模 块 数 字 万 用 表 模 块 计 数 器 信 号 发 生 器 ), 开 发 专 用 的 测 试 程 序 集 (TPS), 并 在 电 气 接 口 测 试 点 激 励 信 号 等 方 面 与 装 备 完 全 兼 容, 从 而 完 成 特 定 装 备 的 故 障 诊 断 人 工 测 试 ; 人 工 测 试 是 在 机 内 测 试 和 外 部 自 动 测 试 都 无 法 对 故 障 进 行 检 测 和 隔 离 时 的 一 种 测 试 方 法 需 要 借 用 仪 器 仪 表 设 备 和 工 具 来 进 行 故 障 诊 断, 对 于 比 较 复 杂 的 设 备 还 需 要 借 助 配 套 的 诊 断 手 册 维 修 手 册 辅 助 测 试 综 合 诊 断 综 合 诊 断 为 测 试 性 设 计 技 术 扩 展 的 重 要 内 容 综 合 诊 断 是 指 通 过 考 虑 和 综 合 测 试 性 自 动 测 试 人 工 测 试 维 修 辅 助 手 段 技 术 信 息 人 员 和 培 训 等 构 成 的 诊 断 能 力 的 所 有 要 素, 使 装 备 的 诊 断 效 能 达 到 最 佳 的 一 种 结 构 化 过 程 综 合 诊 断 技 术 主 要 是 为 了 解 决 产 品 由 于 故 障 隔 离 能 力 差 所 导 致 的 产 品 对 维 修 保 障 要 求 过 高 的 问 题 1.3 测 试 性 验 证 技 术 1.3.1 测 试 性 验 证 核 心 技 术 测 试 性 设 计 的 目 标 在 于 状 态 监 测 故 障 检 测 故 障 隔 离 测 试 性 验 证 需 要 通 过 对 目 标 设 备 注 入 一 定 数 量 的 故 障 模 式 样 本, 从 而 触 发 被 测 设 备 或 被 测 系 统 的 机 内 测 试 (BIT) 功 能 ( 注 : 面 向 基 层 级 维 修 ), 以 此 来 检 验 产 品 的 测 试 性 设 计 是 否 满 足 要 求 所 以 测 试 性 验 证 主 要 采 用 故 障 注 入 技 术 来 完 成 整 个 试 验 过 程 此 外 如 果 在 测 试 性 验 证 试 验 中, 被 测 设 备 无 法 达 到 验 证 所 需 条 件, 也 可 以 增 加 半 实 物 仿 真 手 段 完 成 测 试 环 境 的 搭 建 1.3.2 故 障 注 入 技 术 目 前 在 测 试 性 验 证 中 采 用 的 故 障 注 入 技 术 主 要 有 软 件 故 障 注 入 外 部 总 线 故 障 注 入 背 板 总 线 故 障 注 入 探 针 故 障 注 入 以 及 人 工 插 拔 式 故 障 注 入 具 体 如 下 表 所 示 故 障 注 入 技 术 说 明 备 注 软 件 故 障 注 入 外 部 总 线 故 障 注 入 背 板 总 线 故 障 注 入 探 针 故 障 注 入 插 拔 式 的 故 障 注 入 软 件 的 故 障 注 入 主 要 是 根 据 产 品 的 功 能, 将 故 障 模 式 定 位 至 软 件 层 级, 并 选 取 一 定 量 的 故 障 模 式, 注 入 到 系 统 软 件 中 去, 然 后 根 据 故 障 注 入 后 产 品 的 行 为 对 产 品 进 行 评 估 在 进 行 故 障 注 入 时, 根 据 产 品 的 功 能, 将 故 障 模 式 定 位 至 设 备 级 别, 并 选 取 一 定 量 的 故 障 模 式, 通 过 总 线 注 入 到 目 标 系 统 中 去, 然 后 根 据 故 障 注 入 后 产 品 的 行 为 对 产 品 进 行 评 估 在 多 个 电 路 板 接 口 间 加 入 转 接 电 路 板, 通 过 改 变 电 路 板 的 物 理 结 构 信 号 数 据 实 现 背 板 总 线 信 号 的 故 障 模 拟, 根 据 故 障 注 入 后 产 品 的 行 为 对 产 品 进 行 评 估 探 针 故 障 注 入 主 要 是 根 据 产 品 的 功 能, 将 故 障 模 式 定 位 至 硬 件 层 级 ( 板 级 或 芯 片 级 ), 并 选 取 一 定 量 的 故 障 模 式, 注 入 到 硬 件 中 去, 然 后 根 据 故 障 注 入 后 产 品 的 行 为 对 产 品 进 行 评 估 直 接 在 被 测 板 卡 上, 将 芯 片 及 其 他 相 关 器 件 进 行 插 拔, 进 行 故 障 注 入, 根 据 故 障 注 入 后 产 品 的 行 为 对 产 品 进 行 评 估 如 : 直 接 修 改 软 件 源 代 码, 使 软 件 处 理 异 常, 查 看 被 测 设 备 的 状 态 目 前 软 件 的 故 障 注 入 主 要 分 为 静 态 的 注 入 方 式 和 动 态 的 注 入 方 式 在 通 讯 链 路 层 进 行 物 理 层 电 气 层 协 议 层 故 障 注 入 从 而 产 生 异 常, 进 行 被 测 设 备 的 测 试 如 : 不 修 改 源 数 据, 将 源 数 据 引 入 至 故 障 注 入 设 备, 通 过 故 障 注 入 设 备 产 生 故 障, 再 将 故 障 引 入 被 测 设 备 相 对 于 外 部 总 线, 背 板 总 线 为 板 级 通 讯 总 线, 如 PCI 总 线 PCI-E 总 线, 以 及 各 种 非 标 的 背 板 总 线 将 探 针 直 接 引 入 芯 片 的 针 脚, 采 用 强 制 手 段 将 芯 片 针 脚 的 电 压 进 行 拉 高 或 拉 低 或 者 改 变 其 物 理 连 接 方 式 加 入 电 阻 电 容 等 有 一 定 的 风 险, 易 损 坏 被 测 设 备 1.3.3 半 实 物 仿 真 测 试 技 术 在 进 行 测 试 性 验 证 时, 如 有 必 要, 可 以 采 用 半 实 物 仿 真 的 方 式 模 拟 出 被 测 设 备 的 实 际 工 况 环 境 可 采 用 半 实 物 仿 真 的 方 式 模 拟 被 测 试 设 备 及 其 交 联 环 境 的 接 口 模 型 控 制 逻 辑 数 据 流 以 及 通 讯, 还 可 以 借 助 各 种 模 拟 器 模 拟 出 飞 行 轨 迹 负 载 气 压 等 建 立 出 这 些 工 况 后, 可 以 保 证

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 测 试 性 验 证 工 作 的 开 展 1.4 测 试 性 工 程 应 用 标 准 为 了 使 装 备 具 有 良 好 的 测 试 性,GJB 2547A-1995 装 备 测 试 性 工 作 通 用 要 求 中 对 武 器 装 备 的 研 制 过 程 中 的 工 作 进 行 了 明 确 的 规 定 具 体 包 括 测 试 性 及 其 工 作 项 目 要 求 的 确 定 测 试 性 管 理 测 试 性 设 计 与 分 析 测 试 性 试 验 与 评 价 和 使 用 期 间 测 试 性 评 价 与 改 进 此 外 还 规 定 了 测 试 性 的 各 个 工 作 项 目 在 产 品 的 论 证 阶 段 方 案 阶 段 工 程 研 制 与 定 型 阶 段 及 生 产 使 用 阶 段 的 开 展 时 机 具 体 请 参 考 上 述 相 关 国 军 标 文 档, 此 处 不 再 具 体 陈 述 2. 测 试 性 技 术 发 展 趋 势 目 前 测 试 性 技 术 得 到 了 广 泛 的 应 用, 但 由 于 在 实 际 应 用 中 存 在 着 故 障 诊 断 能 力 差 虚 警 率 高 的 问 题 造 成 了 装 备 的 完 好 性 差 保 障 费 用 过 高 不 符 合 质 量 目 标 的 提 高 战 备 完 好 性, 提 高 任 务 成 功 性, 降 低 保 障 资 源 要 求, 降 低 寿 命 周 期 费 用 的 要 求 为 了 达 到 这 一 质 量 目 标 的 要 求, 测 试 性 技 术 还 需 要 如 下 发 展 由 单 一 诊 断 向 综 合 诊 断 发 展 ; 随 着 装 备 的 越 来 越 复 杂, 单 一 诊 断 模 式 暴 露 出 以 下 问 题 : 装 备 故 障 检 测 率 低 : 当 装 备 产 生 故 障 时 无 法 报 出 所 有 的 故 障, 导 致 无 法 对 故 障 有 效 定 位 ; 故 障 隔 离 率 低, 检 测 出 装 备 故 障 后, 无 法 隔 离 至 规 定 的 模 糊 组 造 成 过 多 的 分 系 统 拆 卸 ; 虚 警 率 高, 误 报 装 备 有 故 障 导 致 不 必 要 的 维 修 操 作 综 合 诊 断 是 指 通 过 考 虑 和 综 合 测 试 性 自 动 测 试 人 工 测 试 维 修 辅 助 手 段 技 术 信 息 人 员 和 培 训 等 构 成 的 诊 断 能 力 的 所 有 要 素, 使 装 备 的 诊 断 效 能 达 到 最 佳 的 一 种 结 构 化 过 程 采 用 综 合 诊 断 的 方 法 可 以 有 效 地 解 决 故 障 检 测 率 低 故 障 隔 离 率 低 虚 警 率 过 高 的 问 题 由 故 障 诊 断 向 PHM( 故 障 预 测 与 健 康 管 理 ) 发 展 故 障 预 测 与 健 康 管 理 技 术 简 称 PHM 技 术, 包 括 两 部 分, 一 部 分 是 故 障 预 测, 另 一 部 分 是 健 康 管 理 PHM 技 术 是 在 故 障 诊 断 基 础 上, 结 合 综 合 诊 断, 逐 步 向 增 强 诊 断 故 障 预 测 和 健 康 管 理 过 渡 故 障 预 测 是 指 根 据 系 统 现 在 或 历 史 性 能 状 态, 预 测 性 地 诊 断 部 件 或 系 统 完 成 其 功 能 的 状 态 ( 未 来 的 健 康 状 态 ), 包 括 确 定 部 件 或 者 系 统 的 剩 余 寿 命 或 正 常 工 作 的 时 间 长 度 ; 健 康 管 理 是 指 基 于 对 系 统 及 其 组 成 部 分 信 息 的 获 取 状 态 监 测 故 障 诊 断 趋 势 分 析 寿 命 预 测, 根 据 资 源 及 使 用 要 求, 对 维 修 和 后 勤 做 出 智 能 充 分 和 适 当 的 决 策, 提 前 采 取 措 施 将 其 恢 复 至 正 常 状 态 PHM 技 术 最 终 会 改 变 现 有 的 反 应 式 维 修 和 预 防 性 维 修 模 式, 逐 步 向 视 情 维 修 和 自 主 式 保 障 过 渡 注 : 反 应 式 维 修 指 采 用 装 备 产 生 故 障 - 故 障 检 测 - 故 障 定 位 - 故 障 隔 离 - 资 源 调 度 - 装 备 维 修 过 程 3. 总 结 测 试 性 是 军 用 产 品 的 重 要 质 量 特 性 之 一, 测 试 性 质 量 特 性 的 实 现 需 要 测 试 性 技 术 给 予 支 撑 目 前 测 试 性 验 证 工 作 已 在 空 军 多 家 单 位 开 展, 这 势 必 改 变 当 前 军 工 装 备 的 测 试 性 设 计 状 态, 促 进 装 备 的 测 试 性 质 量 特 性 的 提 高 本 文 部 分 内 容 参 考 引 用 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 GJB2547A-1995 装 备 测 试 性 工 作 通 用 要 求 故 障 预 测 与 健 康 管 理 15

焦点 2015 现代装备的测试性 Focus 测试性工作在项目研制阶段的开展 Implementation of testability work in project development stage 文 付江 旋极信息军工中心系统测试部主管 根据GJB2547A-1995 装备测试性工作通用要求 的规定 测试性工作项目分为测试性及其工作项目要求 的确定 测试性管理 测试性设计与分析 测试性试验与评价 使用期间测试性评价与改进五个类别 本文以测试性工作项目为依据 以军用产品研制阶段(论证阶段 方案阶段 工程研制与定型阶段 生产 使用阶段)为基础 对测试性在项目研制阶段开展的具体工作进行分析 本文将重点放在方案阶段和工程研制 定型阶段 并重点介绍测试性设计分析和验证相关工作项 1.测试性工作项分析 测试性工作项目分为测试性及其工 作项目要求的确定 测试性管理 测试 性设计与分析 测试性试验与评价 使 用期间测试性评价与改进五个类别 1.1 测试性要求确定 测试性要求是指对目标产品提出测 四代战斗机采用二级维修体制 即基层级 基地级 根据维修体制不同 诊断方案也不相同 相应地测试性 的定性要求和定量要求也不相同 另外测试性的要求也需要与 可靠性 保障性 安全性其他特性互为约束考虑 1.2 测试性管理 试性的定性要求和测试性的定量要求 测 一般的管理流程 包括计划 执行 监督和控制 处 试性定性要求为测试可控性 可观测性 置 测试性的管理流程包括制定测试性计划 制定测试性工作 与被测设备兼容性 测试性的定量要求为 计划 对项目相关单位的监督与控制 测试性评审 测试性数 故障检测率 故障隔离率和虚警率 据收集 分析和管理 测试性增长管理 测试性的管理贯穿于 测试性要求与诊断方案有密切关 系 需要综合考虑维修的体制 第三代 16 战斗机采用三级维修体制 即 基层级 中继级 基地级 第 整个项目过程 1.3 测试性设计与分析

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 测 试 性 设 计 与 分 析 工 作 包 括 测 试 性 的 分 配 故 障 模 式 与 测 试 分 析 测 试 性 设 计 分 析 与 预 计 测 试 性 设 计 测 试 性 分 配 测 试 性 指 标 的 分 配 是 根 据 测 试 性 的 定 量 要 求, 依 据 订 购 方 提 出 的 指 标, 将 系 统 的 测 试 性 指 标 逐 步 分 解 至 约 定 的 产 品 层 级 对 于 故 障 检 测 和 故 障 隔 离 的 指 标 分 配 有 等 值 分 配 法 依 据 故 障 率 的 分 配 法 考 虑 故 障 率 和 费 用 的 分 配 法 综 合 加 权 分 配 法 有 老 产 品 时 的 分 配 方 法 各 分 配 方 法 的 特 点 和 适 用 条 件 如 下 表 所 示 表 :1 测 试 性 分 配 方 法 的 特 点 及 试 用 条 件 序 号 分 配 方 法 分 配 方 法 特 点 适 用 条 件 测 试 性 设 计 测 试 性 的 设 计 包 括 机 内 测 试 设 计 外 部 测 试 设 计 机 内 测 试 实 现 途 径 分 为 BITE 和 BITS, 分 为 系 统 功 能 设 计 系 统 工 作 模 式 设 计 结 构 布 局 设 计 信 息 处 理 设 计 测 试 流 程 设 计 诊 断 策 略 设 计 BIT 软 / 硬 件 设 计 防 虚 警 设 计 等 外 部 测 试 主 要 通 过 外 部 测 试 仪 器 工 具 设 备 进 行 故 障 检 测 和 隔 离 的 设 计, 主 要 是 ATE 设 计 1.4 测 试 性 试 验 与 评 价 1 等 值 分 配 法 2 按 故 障 率 分 配 法 3 考 虑 故 障 率 和 费 用 分 配 法 系 统 指 标 与 各 组 成 单 元 指 标 相 等, 无 需 做 具 体 分 配 工 作 故 障 率 高 的 组 成 单 元 分 配 较 高 的 指 标, 有 利 于 用 较 少 的 资 源 达 到 系 统 指 标 要 求, 分 配 工 作 较 简 单 考 虑 故 障 率 和 费 用 两 种 影 响 因 素, 有 利 于 以 较 少 的 费 用 达 到 测 试 性 要 求, 工 作 量 介 于 按 故 障 率 分 配 法 与 综 合 加 权 分 配 法 之 间 考 虑 到 故 障 率 故 障 影 响 MTTR 和 费 用 等 多 个 影 响 因 素 及 其 权 值, 分 配 工 作 量 比 较 大 考 虑 到 系 统 中 有 部 分 老 产 品 时 的 具 体 情 况 仅 适 用 于 系 统 各 组 成 单 元 特 性 基 本 相 同 的 情 况 适 用 于 已 知 系 统 各 组 成 单 元 的 故 障 率 数 据 且 故 障 率 不 相 等 的 情 况 适 用 于 已 知 系 统 各 组 成 单 元 的 故 障 率 和 费 用 数 据 且 数 据 不 相 等 的 情 况 在 产 品 的 设 计 研 制 过 程 中, 为 了 确 认 测 试 性 设 计 与 分 析 工 作 的 正 确 性 识 别 产 品 的 设 计 缺 陷 检 查 研 制 的 产 品 是 否 完 全 实 现 了 测 试 性 设 计 的 要 求, 需 要 进 行 测 试 性 验 证 试 验 与 评 价, 完 成 测 试 性 验 证 具 体 请 参 考 本 期 测 试 性 验 证 与 评 价 详 细 内 容 1.5 使 用 期 间 测 试 性 评 价 与 改 进 在 使 用 期 间 的 测 试 性 评 价 主 要 目 的 是 在 实 际 使 用 条 件 下 确 认 产 品 的 测 试 综 合 加 权 4 分 配 法 5 有 老 产 品 时 的 分 配 方 法 适 用 于 系 统 各 组 成 单 元 的 有 关 数 据 齐 全 的 情 况 仅 适 用 于 有 部 分 老 产 品 时 的 情 况 故 障 模 式 与 测 试 分 析 故 障 模 式 与 测 试 分 析 需 要 在 各 个 层 级 上 进 行 故 障 模 式 测 量 参 数 / 测 试 点 测 试 方 法 选 择 以 及 故 障 隔 离 分 析 故 障 模 式 与 测 试 分 析 结 果 可 用 于 支 持 测 试 性 建 模 详 细 设 计 以 及 测 试 性 预 计 故 障 模 式 与 测 试 分 析 内 容 包 括 产 品 的 故 障 检 测 分 析 和 故 障 隔 离 分 析 首 先 需 要 根 据 产 品 的 功 能 组 成 和 FMECA 结 果, 确 定 被 分 析 产 品 的 功 能 故 障 模 式 ; 确 定 故 障 模 式 后 再 进 一 步 分 析 确 认 测 量 点 和 测 量 参 数 ; 在 确 认 测 试 点 / 参 数 的 基 础 上 再 分 析 适 用 的 测 试 方 法 从 而 完 成 整 个 分 析 过 程 具 体 的 测 试 方 法 包 括 机 内 自 检 ATE 和 人 工 测 试 测 试 性 设 计 分 析 与 预 计 测 试 性 设 计 分 析 采 用 相 关 性 模 型 对 测 试 性 进 行 建 模, 描 述 故 障 单 元 与 测 试 的 相 关 性, 进 行 简 化 和 测 试 点 优 选, 并 最 终 得 到 诊 断 策 略 包 括 诊 断 树 及 故 障 字 典 可 通 过 相 关 性 模 型 对 整 个 系 统 的 故 障 检 测 率 和 故 障 隔 离 率 进 行 预 测 测 试 性 设 计 分 析 工 具 国 外 的 有 TEAMS 和 express, 国 内 尚 未 有 广 泛 应 用 的 成 熟 工 具 关 于 测 试 性 相 关 性 模 型 的 分 析 方 法 以 性 水 平, 评 价 其 是 否 满 足 使 用 要 求 在 使 用 期 间 若 发 现 测 试 性 缺 陷 或 不 满 足 使 用 要 求 时, 提 出 测 试 性 改 进 的 要 求 和 建 议, 实 施 改 进 措 施, 提 高 装 备 的 测 试 性 水 平 2. 总 结 由 于 产 品 项 目 本 身 具 有 渐 近 明 细 的 特 点, 测 试 性 工 作 项 目 本 身 也 是 一 个 不 断 迭 代 和 细 化 的 过 程, 部 分 工 作 项 在 研 制 的 多 个 阶 段 均 有 涉 及 在 开 展 测 试 性 工 作 项 目 时, 应 当 依 照 GJB2547A-1995 装 备 测 试 性 通 用 要 求 规 定 标 准, 结 合 具 体 项 目 的 情 况 完 成 测 试 性 工 作 本 文 部 分 内 容 参 考 引 用 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 GJB2547A-1995 装 备 测 试 性 工 作 通 用 要 求 及 诊 断 能 力 预 测 方 法 国 内 均 有 成 熟 的 技 术, 这 里 不 再 陈 述 17

焦 点 2015 现 代 装 备 的 测 试 性 Focus 测 试 性 验 证 与 评 价 Verifi cation and estimation work of testability 文 唐 锦 旋 极 信 息 军 工 中 心 系 统 测 试 部 技 术 工 程 师 随 着 大 量 的 高 新 技 术 的 应 用, 现 代 军 用 产 品 的 功 能 和 性 能 都 得 到 了 显 著 的 提 高 军 用 产 品 的 技 术 和 结 构 的 复 杂 性 也 明 显 增 加, 这 对 产 品 的 测 试 诊 断 提 出 了 更 高 更 严 的 要 求, 同 时 带 来 了 较 严 重 的 故 障 检 测 和 故 障 隔 离 问 题 随 着 产 品 验 证 及 测 试 性 工 程 的 推 进, 测 试 性 验 证 与 评 价 工 作 成 为 现 阶 段 测 试 性 工 程 的 重 中 之 重 在 产 品 的 设 计 验 证 过 程 中, 为 了 确 认 测 试 性 设 计 与 分 析 工 作 的 正 确 性 识 别 产 品 的 设 计 缺 陷 检 查 验 证 的 产 品 是 否 完 全 实 现 了 测 试 性 设 计 的 要 求, 需 要 进 行 测 试 性 验 证 试 验 与 评 价, 完 成 测 试 性 验 证 本 文 主 要 通 过 测 试 性 验 证 试 验 和 测 试 性 指 标 评 估 两 方 面 来 介 绍 现 阶 段 的 测 试 性 工 作 18 1. 测 试 性 验 证 试 验 测 试 性 试 验 是 指 产 品 研 制 过 程 中, 由 指 定 的 试 验 机 构 按 照 事 先 设 计 好 的 试 验 方 案, 以 故 障 注 入 为 主 要 手 段, 模 拟 一 定 数 量 的 故 障 模 式, 通 过 规 定 好 的 方 法 进 行 实 际 的 故 障 注 入 测 试, 对 产 生 的 预 期 结 果 进 行 判 断 测 试 性 验 证 的 目 的 是 暴 露 产 品 的 测 试 性 设 计 缺 陷, 提 出 相 应 的 改 进 措 施, 并 初 步 评 估 该 产 品 的 测 试 性 指 标 良 好 的 测 试 性 设 计 能 够 提 高 产 品 完 好 性 任 务 成 功 性 和 安 全 性, 并 减 少 维 修 人 力 及 其 他 保 障 资 源, 降 低 寿 命 周 期 费 用 测 试 性 试 验 是 评 价 测 试 性 设 计 最 直 接 且 有 效 的 验 证 手 段, 测 试 性 验 证 试 验 工 作 流 程 如 下 图 图 1: 测 试 性 验 证 工 作 流 程 图 从 国 内 各 类 产 品 的 测 试 性 试 验 可 知, 测 试 性 试 验 方 案 FMEA 审 查 样 本 量 分 配 和 补 充 故 障 注 入 是 测 试 性 试 验 的 不 可 或 缺 的 环 节 1.1 测 试 性 试 验 方 案 测 试 性 试 验 方 案 也 称 抽 样 方 案, 由 承 制 方 和 订 购 方 在 考 虑 测 试 性 指 标 要 求 双 方 试 验 风 险 试 验 成 本 等 多 种 因 素 的 基 础 上, 基 于 统 计 学 理 论 等 计 算 确 认 目 前 航 空 领 域 主 要 采 用 的 是 以 最 低 可 接 受 值 的 试 验 方 案, 同 时 兼 顾 故 障 覆 盖 充 分 性 的 原 则, 进 行 故 障 样 本 的 补 充 1.2 FMEA 审 查 FMEA 审 查 结 果 是 产 品 进 行 测 试 性 设 计 开 展 测 试 性 建 模 的 基 本 输 入,FMEA 分 析 结 论 会 直 接 影 响 测 试 性 建 模 的 分 析 和 产 品 测 试 性 设 计 的 好 坏, 需 要 仔 细 按 照 要 求 进 行 编 写 以 保 证 试 验 结 果 更 加 真 实 有 效 的 反 映 产 品 当 前 所 能 达 到 的 测 试 性 的 指 标, 为 产 品 后 续 的 测 试 性 设 计 和 改 进 工 作 提 供 有 效 的 数 据 支 持 1.3 样 本 量 分 配 和 补 充 测 试 性 验 证 试 验 流 程 中, 测 试 性 试 验 样 本 的 分 配 和 补 充 是 测 试 性 验 证 中 非 常 重 要 的 一 个 环 节, 分 配 的 好 坏 直 接 影 响 产 品 的 测 试 性 指 标 的 检 测 率 (FDR) 以 及 覆 盖 率 (FCR) 测 试 性 验 证 试 验 样 本 的 分 配 既 要 考 虑 到 试 验 样 本 的 有 限 性

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 也 要 考 虑 到 结 果 的 真 实 性 目 前 航 空 领 域 主 要 采 用 的 是 按 比 例 随 机 抽 样 的 分 配 方 法 1.4 故 障 注 入 技 术 故 障 注 入 技 术 是 测 试 性 试 验 中 的 一 项 关 键 的 验 证 环 节, 能 否 安 全 有 效 地 注 入 故 障 决 定 着 试 验 的 成 败, 目 前 国 内 测 试 性 试 验 采 取 的 故 障 注 入 方 式 如 下 表 1 表 1: 故 障 注 入 类 型 及 特 点 故 障 注 入 方 式 功 能 说 明 产 品 现 状 定 N1=n( 初 始 样 本 分 配 数 )=383,C=15 为 试 验 方 案 假 如 试 验 过 程 中 有 45 个 故 障 样 本 未 做 BIT 设 计 或 BIT 检 测 失 败, Ns=383-45=338 则 FDRp=338/383=88.3% 2) 单 侧 置 信 下 限 : (2) 式 中 :Ns 试 验 检 测 成 功 总 次 数 ;C: 软 件 故 障 注 入 外 部 总 线 故 障 注 入 背 板 总 线 故 障 注 入 在 软 件 层 面 上 产 生 故 障, 以 达 到 产 品 测 试 北 京 旋 极 Xception 软 件 故 障 的 目 的 如 : 直 接 修 改 软 件 源 代 码, 使 软 注 入 产 品 件 处 理 异 常, 查 看 被 测 设 备 的 状 态 在 通 讯 链 路 层 进 行 物 理 层 电 气 层 协 议 层 故 障 注 入 从 而 产 生 异 常, 进 行 被 测 设 备 北 京 旋 极 IceBlade 故 障 注 入 的 测 试 如 : 不 修 改 源 数 据, 将 源 数 据 引 系 统 入 至 故 障 注 入 设 备, 通 过 故 障 注 入 设 备 产 生 故 障, 再 将 故 障 引 入 被 测 设 备 相 对 于 外 部 总 线, 背 板 总 线 为 板 级 通 讯 总 线, 如 PCI 总 线 PCI-E 总 线, 以 及 各 种 非 目 前 尚 未 有 比 较 成 熟 的, 通 标 的 背 板 总 线 使 用 背 板 总 线 故 障 注 入 手 用 背 板 总 线 故 障 注 入 产 品 段, 可 以 模 拟 FPGA DSP 以 及 多 种 元 器 件 的 故 障 置 信 度 例 如 : 某 系 统 发 生 38 次 故 障,BIT 检 测 出 36 次, 其 中 有 2 次 未 成 功 检 出, 即 成 功 次 数 Ns=36,C=0.8, 依 据 单 侧 置 信 下 限 数 据 表 可 查 得 RL=0.891, 即 BIT 的 单 侧 置 信 下 限 为 89.1% 2.2 故 障 隔 离 率 1) 点 估 计 设 正 确 隔 离 到 模 糊 组 为 L 的 次 数 为 探 针 故 障 注 入 将 探 针 直 接 引 入 芯 片 的 针 脚, 采 用 强 制 手 段 将 芯 片 针 脚 的 电 压 进 行 拉 高 或 拉 低 北 京 旋 极 的 探 针 故 障 注 入 产 品 NL, 故 障 隔 离 率 的 点 估 计 值 为 : FIRp=(NL/Ns) 100% (3) NL 是 用 规 定 的 方 法 正 确 隔 离 到 小 于 等 于 L(L=1,2,3) 个 可 更 换 单 元 的 故 障 插 拔 式 的 故 障 注 入 直 接 在 被 测 板 卡 上, 将 芯 片 及 其 他 相 关 器 件 进 行 插 拔, 进 行 故 障 注 入 不 需 要 产 品 支 持 风 险 很 大, 很 容 易 损 坏 设 备 2. 测 试 性 评 估 技 术 目 前, 测 试 性 评 估 主 要 基 于 经 典 的 统 计 理 论 试 验 方 案 选 择, 采 用 最 低 可 接 受 值 的 试 验 方 案, 可 依 据 测 试 性 试 验 的 数 据, 通 过 点 估 计 和 二 项 分 布 公 式 为 基 础, 评 估 出 故 障 检 测 率 故 障 隔 离 率 覆 盖 率 等 指 标 2.1 故 障 检 测 率 1) 点 估 计 设 正 确 检 测 到 的 样 本 量 为 Ns,N1 为 试 验 的 样 本 总 数, 故 障 检 测 率 的 点 估 计 值 为 : FDRp=(Ns/N1) 100% (1) 例 如 : 某 LRU 级 产 品 的 功 能 电 路 故 障 模 式 总 数 379, 订 购 方 风 险 为 β=0.2, 测 试 性 指 标 要 求 不 小 于 98% 其 中 使 用 BIT 时 的 故 障 检 测 率 : 不 小 于 95% 按 照 最 低 可 接 受 值 的 方 案 得 到 一 组 验 证 方 案 : 组 数 1 组 2 组 3 组 4 组 5 组 6 组 7 组 8 组 9 组 10 组 合 格 判 断 数 (C) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 试 验 样 本 数 (n) 300 316 339 361 383 405 427 449 471 493 数 ;Ns 是 用 规 定 的 方 法 正 确 检 测 到 的 故 障 数 2) 单 侧 置 信 下 限 : (4) 2.3 故 障 覆 盖 率 设 产 品 分 配 到 备 选 故 障 样 本 库 中 的 故 障 模 式 总 数 为 Mk, 成 功 检 测 到 的 故 障 模 式 为 MjS, 则 通 过 公 式 (5) 进 行 产 品 的 故 障 覆 盖 率 的 计 算 FCR=(Mjs/Mk) 100% (5) 例 如 : 某 LRU 级 设 备 备 选 故 障 样 本 库 中 有 379 个 故 障 模 式, 成 功 检 测 到 的 故 障 样 本 数 为 MjS=276,FCR=276/379=72.8% ( 备 注 : 同 一 个 故 障 模 式 的 多 个 样 本 一 次 检 测 失 败 就 算 失 败 ) ( 下 转 20 页 ) 考 虑 到 最 小 样 本 限 制, 不 小 于 故 障 模 式 总 数 379, 可 确 19

焦 点 2015 现 代 装 备 的 测 试 性 Focus 从 测 试 性 看 FMEA FMEA in testability design and verifi cation 文 唐 锦 旋 极 信 息 军 工 中 心 系 统 测 试 部 技 术 工 程 师 1. 测 试 性 定 义 20 测 试 性 (testability) 是 指 产 品 能 及 时 准 确 的 确 定 其 状 态 ( 可 工 作 不 可 工 作 或 性 能 下 降 ) 并 隔 离 其 内 部 故 障 的 一 种 设 计 特 性 测 试 性 试 验 是 指 产 品 研 制 过 程 中, 由 指 定 的 试 验 机 构 按 照 事 先 设 计 好 的 试 验 方 案, 以 故 障 注 入 为 主 要 手 段, 模 拟 一 定 数 量 的 故 障 模 式, 通 过 规 定 好 的 方 法 进 行 实 际 的 故 障 注 入 测 试, 对 产 生 的 预 期 结 果 进 行 判 断 测 试 性 验 证 的 目 的 是 暴 露 产 品 的 测 试 性 设 计 缺 陷, 提 出 相 应 的 改 进 措 施, 并 初 步 评 估 该 产 品 的 测 试 性 指 标 2.FMEA 分 析 与 测 试 性 的 关 系 FMEA 工 作 是 整 个 四 性 工 作 的 基 础, 可 靠 性 维 修 性 测 试 性 保 障 性 工 作 都 会 用 到 FMEA 的 相 关 结 论 FMEA 分 析 是 一 个 分 析 设 计 仿 真 再 分 析 更 新 设 计, 并 在 仿 真 的 过 程 中 反 复 进 行 的 迭 代 过 程 对 于 测 试 性 专 业 来 说,FMEA 的 结 论 是 产 品 进 行 测 试 性 设 计 开 展 测 试 性 建 模 的 基 本 输 入,FMEA 分 析 结 论 会 直 接 影 响 测 试 性 建 模 的 分 析 和 产 品 测 试 性 设 计 的 好 坏 从 测 试 性 试 验 角 度 来 看,FMEA 分 析 报 告 属 于 产 品 可 靠 性 的 范 畴, 同 时 FMEA 分 析 报 告 也 是 测 试 性 验 证 试 验 的 一 项 最 重 要 的 依 据 FMEA 分 析 的 结 论 是 测 试 性 试 验 的 基 本 输 入, FMEA 分 析 报 告 的 完 备 性 准 确 性 合 理 性 从 根 本 上 影 响 了 测 试 性 验 证 试 验 的 开 展 以 及 试 验 结 果 的 有 效 性 和 真 实 性 3.FMEA 分 析 中 对 测 试 性 产 生 影 响 的 因 素 分 析 从 测 试 性 试 验 来 看, 在 FMEA 分 析 时 需 按 照 图 1 所 示 的 步 骤 进 行,FMEA 重 点 关 注 以 下 几 点 : 1. 产 品 约 定 层 次 的 划 分 ; 2. 功 能 电 路 的 划 分 ; 3. 故 障 率 的 准 确 性 ; 4. 故 障 模 式 的 检 测 方 法 ( 见 图 1) 3.1 产 品 约 定 层 次 GJB1391-2006 约 定 层 次 定 义 : 根 据 FMEA 的 需 要, 按 产 品 的 功 能 关 系 或 组 成 特 点 进 行 FMEA 的 产 品 所 在 的 功 能 层 次 或 结 构 层 次 划 分 一 般 是 从 复 杂 到 简 单 依 次 进 行 划 分 约 定 层 次 又 划 分 成 初 始 约 定 层 次 其 他 约 定 层 次 ( 其 他 约 定 层 次 根 据 产 品 结 构 可 能 会 分 为 若 干 层 ), 最 后 是 最

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 图 1:FMEA 分 析 步 骤 图 低 约 定 层 次 根 据 产 品 的 硬 件 结 构 层 次 将 产 品 划 分 为 : 最 低 约 定 层 次 - 元 器 件 往 上 依 次 是 功 能 电 路 SRU LRU(LRM) 综 合 设 备 ( 分 系 统 ) 系 统 等 层 次 产 品 约 定 层 次 划 分 结 构 如 下 图 2 所 示 图 2: 约 定 层 次 划 分 结 构 图 测 试 性 试 验 关 注 产 品 的 约 定 层 次 的 原 因 在 于 : 约 定 层 次 的 划 分 的 正 确 性, 会 影 响 FMEA 分 析 的 准 确 性, 也 就 会 影 响 测 试 性 试 验 的 结 论 对 于 不 同 的 层 次 产 品, 比 如 综 合 设 备 级 的 产 品 和 LRU 级 的 产 品, 它 们 在 开 展 测 试 性 试 验 时, 进 行 故 障 模 拟 注 入 的 故 障 模 式 是 不 一 样 的 在 某 型 号 中, 对 于 LRU 级 的 产 品 重 点 关 注 功 能 电 路 级 的 故 障 模 式, 而 对 于 综 合 设 备 分 系 统 级 的 产 品 则 重 点 关 注 LRU 的 故 障 模 式 对 于 大 多 数 标 准 化 模 块 化 的 产 品, 按 照 产 品 的 结 构 功 能 进 行 约 定 层 次 划 分 应 该 是 比 较 清 楚 的 但 产 品 的 构 型 具 有 差 异 性, 在 定 义 产 品 的 约 定 层 次 时 一 定 要 深 入 了 解 产 品 的 结 构 特 点, 根 据 产 品 维 修 保 障 特 点, 具 体 问 题 需 要 进 行 具 体 分 析 目 前, 新 研 型 号 都 装 备 了 大 量 高 度 集 成 的 综 合 航 电 系 统 综 合 航 电 在 结 构 上 最 大 的 特 点 是 采 用 了 LRM, 即 外 场 可 更 换 模 块 LRM 和 传 统 的 SRU 结 构 是 比 较 容 易 混 淆 的, 它 们 的 区 别 主 要 体 现 在 维 修 级 别 上 LRM 是 外 场 可 更 换 模 块, SRU 是 内 场 可 更 换 单 元 分 析 人 员 如 果 按 照 传 统 的 概 念 去 理 解 该 产 品, 没 有 考 虑 产 品 模 块 的 维 修 级 别, 则 会 将 LRM 错 误 的 理 解 为 SRU 这 们 导 致 约 定 层 次 划 分 错 误, 因 为 LRM 也 符 合 LRU 的 定 义 总 之 系 统 在 划 分 约 定 层 次 时, 其 具 体 的 层 次 应 根 据 产 品 的 具 体 构 型 特 点 加 以 分 析 只 有 对 产 品 的 功 能 结 构 有 准 确 深 入 的 分 析, 才 能 将 约 定 层 次 划 分 的 比 较 准 确 3.2 功 能 电 路 的 划 分 采 用 硬 件 法 进 行 FMEA 分 析 需 自 底 向 上 的 进 行, 从 器 件 级 开 始 逐 层 进 行 分 析, 直 到 产 品 的 最 初 约 定 层 次 硬 件 法 正 常 的 做 法 是 首 先 分 析 元 器 件 级 的 故 障 模 式, 然 后 分 析 功 能 电 路 级 的 故 障 模 式 SRU 级 的 故 障 模 式 等 在 功 能 电 路 划 分 的 过 程 中 要 权 衡 分 析 颗 粒 度 与 故 障 模 式 完 备 性 的 关 系 通 常 而 言, 功 能 电 路 划 分 的 颗 粒 度 越 小, 功 能 电 路 的 数 量 越 多, 则 单 个 功 能 电 路 的 故 障 模 式 比 较 容 易 把 握, 这 样 也 会 导 致 每 个 功 能 电 路 的 故 障 模 式 数 量 较 少 ; 而 功 能 电 路 划 分 的 颗 粒 度 大, 那 么 功 能 电 路 的 数 量 少 了, 但 单 个 功 能 电 路 的 故 障 模 式 较 多 ( 以 A/D 采 集 电 路 为 例 ) 图 3:A/D 采 集 功 能 电 路 图 如 某 产 品 的 A/D 采 集 电 路 如 果 只 针 对 该 功 能 电 路 的 输 出 进 行 分 析, 分 析 21

焦 点 2015 现 代 装 备 的 测 试 性 Focus 出 某 信 号 的 A/D 采 集 错 误, 这 样 的 分 析 显 然 不 准 确 不 完 整 该 功 能 电 路 可 细 分 为 如 上 图 所 示 的 信 号 调 理 多 路 选 择 参 考 基 准 输 入 A/D 转 换 等 子 功 能 电 路, 可 以 采 用 上 面 的 思 路, 针 对 每 个 子 功 能 电 路 的 输 出 去 分 析 故 障 模 式, 则 可 以 得 到 如 XX 信 号 调 理 输 出 失 效 多 路 选 择 功 能 失 效 参 考 基 准 输 入 失 效 A/D 转 换 错 误 等 故 障 模 式, 这 样 的 分 析 相 对 就 比 较 准 确 3.3 故 障 率 的 准 确 性 在 故 障 样 本 分 配 及 抽 样 和 目 前 的 测 试 性 验 证 试 验 过 程 中, 所 有 计 算 分 配 试 验 样 本 的 过 程 都 是 基 于 故 障 率 的 大 小 故 障 率 的 准 确 性 直 接 决 定 备 选 故 障 样 本 库 中 每 条 故 障 模 式 分 配 得 到 的 样 本 量 的 多 少, 初 始 样 本 量 的 数 量 直 接 影 响 整 个 测 试 性 试 验 的 故 障 检 测 率 的 指 标 3.4 故 障 模 式 的 检 测 方 法 故 障 模 式 的 检 测 方 法 根 据 检 测 时 机 和 检 测 手 段 的 不 同, 具 有 不 同 的 分 类 和 定 义, 故 障 模 式 的 检 测 方 法 有 加 电 BIT 在 线 BIT( 周 期 ) 启 动 BIT( 维 护 BIT) 内 场 测 试 设 备 测 试 人 工 检 测 等 进 行 FMEA 分 析 时 容 易 混 淆 故 障 检 测 与 故 障 隔 离 的 区 别 在 很 多 产 品 的 检 测 方 法 分 析 中, 特 别 是 元 器 件 级 的 故 障 模 式 的 检 测 方 法 分 析, 其 分 析 的 结 果 都 是 人 工 检 测 分 析 人 员 往 往 认 为 只 有 采 用 人 工 检 测 的 方 法 才 能 将 元 器 件 的 故 障 模 式 检 测 出 来, 这 样 的 理 解 是 错 误 的, 这 是 故 障 隔 离 的 概 念 正 确 的 理 解 是 如 果 把 最 低 层 的 故 障 事 件 看 成 是 元 器 件 级 的 故 障, 那 么 根 据 传 递 关 系, 元 器 件 级 的 故 障 会 导 致 功 能 电 路 SRU, 直 至 LRU 发 生 故 障 导 致 故 障 顶 事 件 发 生 的 原 因 很 多, 但 只 要 顶 事 件 可 以 通 过 某 种 检 测 方 法 检 测 到, 那 么 我 们 就 认 为 底 层 发 生 的 故 障 模 式 也 能 被 检 测, 只 是 不 能 将 故 障 隔 离 到 底 层 故 障 4. 结 束 语 FMEA 工 作 是 一 项 非 常 细 致 复 杂 的 工 作 对 受 试 产 品 进 行 准 确 的 FMEA 分 析 具 有 非 常 重 大 的 意 义, 准 备 的 分 析 结 果 可 以 使 试 验 结 果 更 加 真 实 有 效 的 反 映 产 品 当 前 所 能 达 到 的 测 试 性 的 指 标, 为 产 品 后 续 的 测 试 性 设 计 和 改 进 工 作 提 供 有 效 的 数 据 支 持, 从 而 更 加 有 效 的 提 高 各 项 产 品 的 测 试 性 设 计 文 中 部 分 内 容 参 考 引 用 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 系 统 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 GJB1991-2006 故 障 模 式 影 响 及 危 害 性 分 析 GJB2547-1995 装 备 测 试 性 大 纲 GJB299C-2006 电 子 设 备 可 靠 性 预 计 手 册 22 ( 上 接 17 页 ) 3. 结 束 语 测 试 性 验 证 与 评 价 是 有 关 产 品 设 计 定 型 的 一 项 重 要 的 工 作, 也 是 一 项 较 繁 琐 细 致 的 工 作 测 试 性 验 证 与 评 价 需 要 在 相 关 方 案 设 计 FMEA 审 查 样 本 分 配 故 障 注 入 选 择 等 方 面 选 择 合 理 方 法, 在 整 个 测 试 性 验 证 试 验 中 得 到 足 够 多 的 资 料 和 试 验 数 据, 经 过 综 合 分 析 评 估 得 到 相 关 测 试 性 要 求 的 结 论 当 发 现 存 在 测 试 性 缺 陷 或 不 能 满 足 使 用 要 求 时, 提 出 相 关 的 测 试 性 改 进 措 施 和 建 议, 从 而 使 航 空 航 天 等 装 备 技 术 水 平 得 到 质 的 飞 跃 文 中 部 分 内 容 参 考 引 用 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 系 统 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 GJB1991-2006 故 障 模 式 影 响 及 危 害 性 分 析 GJB2547-1995 装 备 测 试 性 大 纲

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 浅 析 测 试 性 试 验 中 试 验 方 案 及 样 本 分 配 方 法 The scheme of testability experiment and sample distribution method 文 唐 锦 旋 极 信 息 军 工 中 心 系 统 测 试 部 技 术 工 程 师 1. 测 试 验 证 试 验 测 试 性 验 证 试 验 通 过 模 拟 一 定 数 量 的 故 障 模 式 来 检 验 被 测 设 备 (UUT) 的 BIT 和 ATE 的 诊 断 能 力 测 试 性 验 证 试 验 需 要 以 故 障 注 入 手 段 为 支 撑, 最 终 达 到 充 分 暴 露 产 品 的 测 试 性 设 计 缺 陷, 提 出 相 应 的 改 进 措 施, 并 初 步 评 估 该 产 品 的 测 试 性 指 标 的 目 的 2. 现 有 测 试 性 试 验 方 案 确 定 方 法 目 前, 国 内 测 试 性 验 证 技 术 通 过 对 相 关 产 品 测 试 性 验 证 试 验 的 开 展, 试 验 方 案 的 确 定 是 测 试 性 验 证 试 验 中 不 可 或 缺 的 一 部 分 常 用 的 测 试 性 试 验 方 案 确 定 方 法 可 以 从 原 理 上 来 分 为 两 大 类 : 考 虑 覆 盖 充 分 性 性 和 基 于 风 险 的 试 验 方 法 2.1 考 虑 覆 盖 充 分 性 考 虑 覆 盖 充 分 性 试 验 方 案 的 确 定 需 要 根 据 既 定 样 本 量 进 行 抽 样, 然 后 计 算 功 能 结 构 测 试 综 合 覆 盖 度, 并 补 充 抽 样 达 到 全 部 覆 盖 性 测 试 基 于 覆 盖 率 充 分 性 的 样 本 量 计 算 公 式 如 下 (1) (2),Ni 为 第 i 个 单 元 ( 或 功 能 故 障 模 式 ) 对 应 的 分 配 样 本 量,N 为 故 障 样 本 量 ;m 为 应 覆 盖 的 产 品 功 能 单 元 的 故 障 模 式 合 格 判 据 : 故 障 检 测 率 FDR 采 用 单 侧 置 信 下 限 进 行 判 别, 单 侧 置 信 下 限 计 算 公 式 如 下 (3) 所 示 : (3) 公 式 (3) 中,F 为 失 败 样 本 数 量 ;n 为 样 本 量 ;RL 为 测 试 性 参 数 单 侧 置 信 下 限 ;C 为 置 信 度 此 时, 合 格 判 据 为 当 故 障 检 测 率 FDR 的 单 侧 置 信 下 限 值 大 于 等 于 故 障 检 测 率 最 低 可 接 受 值, 故 障 检 测 率 合 格 ; 否 则 不 合 格 2.2 基 于 风 险 的 试 验 方 案 基 于 风 险 的 试 验 方 案 确 定 是 以 随 机 抽 样 为 基 础 主 要 包 括 考 虑 双 方 风 险 的 试 验 方 案 确 定 最 小 样 本 量 试 验 方 案 确 定 方 法 最 低 可 接 受 值 试 验 方 案 确 定 方 法 等, 目 前 主 要 采 用 最 低 可 接 受 值 试 验 方 案 确 定 方 法 按 照 最 低 可 接 收 值 试 验 方 案 查 表 10-12( 参 考 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 中 表 10-12) 得 到 多 组 样 本 量, 再 从 多 组 样 本 量 中 选 取 大 于 的 最 小 值 作 为 初 步 样 本 量 N, 如 果 查 表 得 到 的 多 组 样 本 量 中 无 法 找 到 大 于 的 值, 则 按 照 公 式 (4) 进 行 计 算 得 到 满 足 条 件 的 一 组 样 本 量 (n,c), 其 中 为 受 试 产 品 相 应 层 级 故 障 模 式 总 和,n 为 样 本 量,c 为 合 格 判 定 数, 23

焦 点 2015 现 代 装 备 的 测 试 性 Focus Rl 为 接 收 概 率 为 β 时 的 故 障 检 测 率,β 为 订 购 风 险 (4) 在 (n i,c i ) 中 可 选 取 样 本 量 n n l 的 一 个 为 验 证 方 案 (n,c), 其 中 n l =λ u /λ min 最 少 n 应 大 于 产 品 组 成 单 元 的 等 价 故 障 类 数 合 格 判 据 : 注 入 n 个 故 障 样 本, 如 检 测 ( 隔 离 失 败 ) 次 数 F c, 则 判 定 合 格 ; 否 则, 不 合 格 例 如, 当 选 定 FDRl=0.95,β=0.2 时, 查 的 有 关 数 据 表 ( 以 二 项 分 布 为 基 础 ) 可 得 到 一 组 试 验 方 案, 见 下 表 1 所 示 表 1: 检 测 率 要 求 为 95% 的 一 组 试 验 方 案 c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n 59 85 110 134 157 180 204 226 249 当 n n l 时, 要 求 可 以 选 择 (157,4) 作 为 试 验 方 案 在 注 入 157 个 故 障 样 本 后, 如 果 检 测 失 败 数 F 5, 则 检 测 率 合 格, 接 收 产 品 3. 现 有 故 障 样 本 分 配 方 法 在 测 试 性 验 证 试 验 流 程 中, 测 试 性 试 验 样 本 的 分 配 是 测 试 性 验 证 中 非 常 重 要 的 一 个 环 节, 分 配 的 好 坏 直 接 影 响 产 品 的 测 试 性 指 标 测 试 性 验 证 试 验 样 本 的 分 配 既 要 考 虑 到 试 验 样 本 的 有 限 性 也 要 考 虑 到 结 果 的 真 实 性, 国 内 外 对 此 都 做 了 非 常 多 的 研 究 测 试 性 验 证 试 验 除 了 需 要 确 定 故 障 样 本 数 合 格 判 断 数 外, 还 要 将 样 本 合 理 的 分 配 到 产 品 的 各 个 组 成 部 分, 尽 可 能 的 模 拟 实 际 使 用 发 生 故 障 的 分 布 情 况 故 障 样 本 的 分 配 和 抽 样 主 要 以 试 验 产 品 的 复 杂 性 和 可 靠 性 为 基 础 目 前 常 用 的 方 法 主 要 有 按 比 例 分 层 抽 样 分 配 方 法 和 按 比 例 简 单 随 机 抽 样 分 配 方 法 目 前 航 空 领 域 主 要 采 用 的 是 按 比 例 简 单 随 机 抽 样 的 分 配 方 法 3.1 按 比 例 分 层 分 配 方 法 参 照 GJB 2072-94 附 录 B, 首 先 对 试 验 产 品 进 行 约 定 层 次 的 划 分 以 及 计 算 各 单 元 层 次 的 故 障 率, 按 照 故 障 相 对 发 生 的 频 率 Fp 把 确 定 的 样 本 量 n 分 配 给 产 品 的 各 个 组 成 单 元, 然 后 用 同 样 的 方 法 再 把 组 成 单 元 的 样 本 量 ni 分 配 给 其 组 成 部 件 计 算 如 公 式 (5) 所 示, 其 中 Qi 为 第 i 个 单 元 的 数 量 ;λi 为 第 i 个 单 元 的 故 障 率 ;Ti 为 第 i 个 单 元 的 工 作 时 间 系 数, 它 等 于 该 单 元 工 作 时 间 与 全 程 工 作 时 间 之 比 n i =nf pi ; F pi =Q i λ i T i / Q i λ i T i (5) 产 品 的 备 选 故 障 样 本 量 是 规 定 试 验 样 本 量 的 3 倍 到 4 乘 以 100 会 使 很 多 故 障 模 式 的 相 对 数 量 为 0, 因 此 各 组 成 单 元 或 者 部 件 的 备 选 样 本 量 都 按 照 这 样 确 定, 即 Ni=4ni 进 行 测 试 性 验 证 试 验 时, 按 其 各 备 选 故 障 模 式 的 相 对 发 生 频 率 乘 以 100 所 确 定 的 累 计 范 围, 进 行 随 机 抽 样 来 选 出 要 注 入 的 故 障 模 式, 如 下 表 2: 按 比 例 分 层 分 配 方 法 选 择 示 例 所 示 所 属 单 元 故 障 编 码 故 障 模 式 影 响 相 对 发 生 频 率 累 计 范 围 21-01-03.1 接 收 机 无 法 复 位 接 收 机 不 工 作 0.30 00-29 导 航 接 收 机 21-01-03.2 GPS 通 道 中 器 GPS 射 频 通 道 件 故 障 不 通 0.45 35-74 21-01-03.3 FPGA 配 置 PROM 故 障 FPGA 加 载 错 误 0.72 72-146 表 2: 按 比 例 分 层 分 配 方 法 选 择 示 例 3.2 按 比 例 简 单 随 机 抽 样 分 配 方 法 样 本 量 确 定 以 后, 为 了 能 够 尽 可 能 的 模 拟 受 试 产 品 实 际 使 用 时 发 生 故 障 的 分 布 情 况, 以 受 试 产 品 相 应 级 别 故 障 模 式 的 故 障 相 对 发 生 频 率 为 依 据, 采 取 按 比 例 简 单 随 机 抽 样 分 配 方 法, 进 而 得 到 各 故 障 模 式 的 初 始 样 本 量 具 体 的 分 配 方 法 如 下 : 按 照 受 试 产 品 的 相 对 应 考 核 的 对 应 约 定 层 次 ( 设 备 定 义 为 部 件 的 考 核 功 能 电 路 层 级 的 故 障 模 式 ) 的 各 故 障 模 式 的 故 障 相 对 发 生 频 率 Fpi=λi/ 乘 以 3N 所 确 定 的 累 积 范 围, 利 用 00~(3N- 1) 左 右 均 匀 分 布 的 随 机 数 表, 在 所 有 故 障 模 式 中 随 机 抽 取 N 次, 最 后 将 N 次 抽 取 到 的 各 故 障 模 式 进 行 分 类 统 计 得 到 最 终 的 样 本 量 分 配 结 果 4. 结 束 语 在 整 个 测 试 性 验 证 试 验 的 环 节 中, 试 验 方 案 的 确 定 试 验 样 本 的 分 配 是 测 试 性 试 验 的 重 要 组 成 部 分, 两 者 缺 一 不 可, 试 验 方 案 的 好 坏 以 及 样 本 量 分 配 的 科 学 性 直 接 关 系 到 试 验 结 果 的 效 果 和 成 败 文 中 部 分 内 容 参 考 引 用 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 系 统 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 GJB2547-1995 装 备 测 试 性 大 纲 24 倍, 因 为 产 品 的 故 障 模 式 数 目 一 般 都 比 100 大 得 多, 简 单 的

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 IceBlade 故 障 注 入 系 统 在 测 试 性 验 证 平 台 中 的 应 用 The application of IceBlade fault inject system in testability verifi cation 文 唐 锦 旋 极 信 息 军 工 中 心 系 统 测 试 部 技 术 工 程 师 测 试 性 (testability) 是 指 产 品 能 及 时 准 确 的 确 定 其 状 态 ( 可 工 作 不 可 工 作 或 性 能 下 降 ), 并 隔 离 其 内 部 故 障 的 一 种 设 计 特 性 测 试 性 验 证 需 要 故 障 注 入 手 段 支 撑 由 于 故 障 注 入 问 题 比 较 复 杂 且 与 装 备 相 关, 因 此 需 要 根 据 具 体 情 况, 针 对 性 地 研 制 相 应 的 故 障 注 入 设 备 IceBlade 故 障 注 入 系 统 是 一 套 对 通 讯 链 路 进 行 故 障 注 入 并 对 目 标 系 统 进 行 检 测 的 系 统 级 综 合 测 试 设 备 该 系 统 广 泛 应 用 于 航 天 航 空 船 舶 等 国 防 军 工 领 域, 以 简 洁 的 试 验 手 段 模 拟 目 标 系 统 在 测 试 性 试 验 中 的 故 障 模 型, 在 不 对 被 测 系 统 进 行 改 变 的 条 件 下, 对 被 测 系 统 进 行 故 障 注 入 本 文 以 惯 导 系 统 测 试 性 验 证 为 例 介 绍 IceBlade 故 障 注 入 系 统 在 测 试 性 验 证 平 台 中 的 应 用 1. 惯 导 系 统 测 试 性 验 证 平 台 介 绍 惯 导 系 统 测 试 性 验 证 平 台 由 主 控 系 统 (IceBlade 上 位 机 软 件 专 用 的 BIT 设 备 ATE 测 试 设 备 专 用 的 试 验 指 标 评 估 软 件 ) CorLink 仿 真 测 试 设 备 被 测 惯 导 系 统 IceBlade 故 障 注 入 系 统 四 部 分 组 成, 其 组 成 结 构 如 图 1 所 示 主 控 系 统 通 过 IceBlade 上 位 机 软 件 设 置 物 理 层 电 气 层 协 议 层 等 各 种 故 障 注 入 参 数 和 故 障 模 式 ; 采 用 CorLink 仿 真 测 试 设 备 仿 真 惯 导 系 统 的 测 试 激 励 信 号 ; 由 IceBlade 故 障 注 入 系 统 向 被 测 惯 导 系 统 注 入 编 辑 好 的 故 障 模 型, 再 由 主 控 上 位 机 BIT 设 备 和 ATE 设 备 对 通 讯 数 据 进 行 观 察 存 储 回 放 并 记 录 测 试 结 果 ; 通 过 专 用 的 试 验 指 标 评 25

焦 点 2015 现 代 装 备 的 测 试 性 Focus 26 估 软 件 对 被 测 惯 导 系 统 的 测 试 性 指 标 进 行 分 析 和 评 估, 形 成 试 验 分 析 报 告 图 1: 基 于 IceBlade 的 测 试 性 验 证 平 台 图 1.1 主 控 系 统 主 控 系 统 由 IceBlade 上 位 机 软 件 BIT 测 试 设 备 ATE 测 试 设 备 专 用 的 试 验 指 标 评 估 软 件 四 部 分 组 成, 负 责 整 个 系 统 的 控 制 和 诊 断 结 果 信 息 显 示 主 要 功 能 如 下 IceBlade 上 位 机 软 件 : 用 于 设 置 故 障 注 入 参 数, 包 括 故 障 注 入 链 路 点 故 障 模 式 活 动 执 行 类 型 故 障 执 行 时 间 故 障 时 延 故 障 重 复 次 数 同 时 此 软 件 也 可 监 控 故 障 注 入 过 程 中 的 信 号, 从 通 讯 链 路 提 取 数 据 并 进 行 存 储 和 回 放 BIT 测 试 设 备 :BITE(Built-In Test Equipent 机 内 测 试 设 备 ) 是 指 测 试 设 备 提 供 的 故 障 检 测 和 故 障 隔 离 的 自 动 化 测 试 能 力 的 设 备 其 主 要 功 能 是 把 设 备 的 故 障 隔 离 到 外 场 可 更 换 单 元 (LRU) BIT 测 试 包 括 以 下 各 类 : 1) 在 线 BIT: 在 线 BIT 包 括 周 期 BIT 和 连 续 BIT 周 期 BIT 是 以 规 定 的 时 间 间 隔 启 动 的 BIT, 连 续 BIT 是 连 续 监 测 主 系 统 工 作 的 BIT; 2) 加 电 BIT: 加 电 BIT 是 在 被 测 单 元 电 源 接 通 时 启 动, 并 当 系 统 启 动 完 成 后 结 束 测 试 的 BIT; 3) 启 动 BIT: 启 动 BIT 也 叫 维 护 BIT, 是 由 某 种 事 件 或 操 作 员 启 动 的 BIT, 它 可 能 中 断 主 系 统 的 正 常 工 作, 可 以 允 许 操 作 员 人 为 干 预 ATE 测 试 设 备 :ATE 是 指 自 动 进 行 功 能 和 性 能 参 数 测 试 评 价 性 能 下 降 程 度 或 隔 离 故 障 的 设 备 ATE 属 于 被 测 UUT 外 部 的 自 动 化 测 试 设 备, 对 于 UUT 采 用 脱 机 测 试 方 式, 提 供 UUT 工 作 的 外 部 激 励 并 对 UUT 输 出 响 应 进 行 测 量 评 估, 完 成 UUT 的 功 能 性 能 测 试 和 故 障 诊 断 故 障 隔 离 等 专 用 测 试 性 指 标 评 估 软 件 : 用 以 考 核 故 障 检 测 率 故 障 隔 离 率 虚 警 率 故 障 覆 盖 率 等 1.2 CorLink 仿 真 测 试 设 备 CorLink 仿 真 测 试 设 备 具 有 信 号 激 励 和 自 动 响 应 功 能, 是 一 款 小 型 化 综 合 化 一 体 化 的 通 用 半 实 物 仿 真 测 试 产 品 它 实 现 了 航 空 航 天 兵 器 和 船 舶 等 领 域 常 用 的 外 部 数 据 总 线 接 口 和 信 号 接 口, 集 成 14 寸 显 示 器 和 键 盘 鼠 标 等 操 作 外 设, 并 配 备 笔 记 本 电 池 其 便 携 式 特 性 可 适 用 于 内 场 外 场 测 试, 多 台 CorLink 也 可 通 过 网 络 协 同 的 方 式 完 成 大 型 的 分 布 式 半 实 物 仿 真 测 试 试 验 1.3 惯 导 系 统 被 测 惯 导 系 统 是 整 个 测 试 性 验 证 平 台 中 的 被 测 对 象, 接 收 仿 真 激 励 信 号 和 IceBlade 故 障 注 入 系 统 的 故 障 模 拟 信 号, 产 生 相 应 的 故 障 现 象 并 输 出 相 关 测 试 信 息, 进 而 完 成 对 测 试 性 试 验 的 各 项 指 标 验 证 与 评 估 1.4 IceBlade 故 障 注 入 系 统 IceBlade 故 障 注 入 系 统 是 针 对 军 工 装 备 产 品 的 测 试 性 验 证 需 求 而 自 主 研 发 的 一 套 测 试 及 验 证 平 台 目 前 测 试 性 验 证 的 一 大 难 点 在 于, 如 何 使 被 测 系 统 产 生 特 定 的 故 障, 以 验 证 其 测 试 性 设 计 是 否 满 足 规 定 的 要 求 所 以 需 要 采 用 故 障 注 入 技 术, 以 一 种 可 以 控 制 可 以 复 现 并 且 对 目 标 设 备 没 有 损 坏 的 方 式, 让 目 标 系 统 快 速 失 效, 观 察 和 分 析 目 标 系 统 在 故 障 注 入 情 况 下 容 错 性 设 计 故 障 监 控 故 障 隔 离 的 能 力, 获 取 足 够 的 数 据 通 过 对 数 据 的 分 析, 对 目 标 系 统 进 行 测 试 性 设 计 的 验 证 IceBlade 故 障 注 入 系 统 针 对 特 定 设 备 提 供 不 同 的 接 口 支 持, 包 括 1553B AFDX FC 探 针 Arinc429 CAN

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 所 属 功 能 电 路 故 障 模 式 正 常 信 号 形 式 故 障 注 入 手 段 BIT 检 测 指 示 离 散 量 接 口 电 路 输 入 离 散 量 3 功 能 失 效 正 常 离 散 量 输 入 信 号 用 IceBlade 的 IO 模 块 注 入 物 理 层 断 路 故 障 BIT 报 离 散 量 IN error 抖 动 回 路 Y 轴 抖 动 驱 动 故 障 交 流 方 波 Vpp=120V, 频 率 输 出 范 围 600-900Hz, 占 空 比 50% 用 IceBlade 注 入 断 开 频 率 调 节 幅 度 调 节 故 障 BIT 报 Y 轴 抖 动 故 障 稳 频 回 路 PZT 电 压 参 数 漂 移 直 流 上 叠 加 4V 交 流, 直 流 范 围 0-45V, 交 流 频 率 Vpp=1 用 IceBlade 注 入 物 理 层 幅 度 调 节 故 障, 调 节 范 围 ±10V BIT 报 稳 频 输 出 故 障 稳 流 回 路 稳 流 无 输 出 TTL,0-5V 拍 频 回 路 SIN COS 采 集 故 障 正 弦 余 弦 :0.6kHz-1.6MHz, Vpp=7.5V, 步 长 50mV Arinc429 通 讯 接 口 功 能 电 路 X 轴 角 位 置 超 差 故 障 俯 仰 角 30 度 GJB289A 总 线 驱 动 功 能 电 路 B 之 路 信 号 误 码 曼 码, 标 准 的 1553B 信 号 用 IceBlade 的 TTL 模 块 注 入 物 理 层 断 路 故 障 用 IceBlade 的 Arinc429 模 块 注 入 物 理 层 速 率 频 率 调 节 故 障, 范 围 0-0.5kHz 使 用 IceBlade 的 Arinc429 模 块 注 入 电 气 层 数 据 替 换, 改 变 角 位 置 所 在 的 数 据 位 的 ICD 信 息 使 其 角 度 发 生 偏 移 使 用 IceBlade 注 入 协 议 层 故 障 奇 偶 校 验 故 障 BIT 报 稳 流 输 出 故 障 BIT 报 拍 频 计 数 故 障 BIT 报 X 轴 角 位 置 故 障 BIT 报 MBI 第 一 支 路 通 讯 故 障 表 1:IceBlade 在 惯 导 测 试 性 验 证 平 台 中 的 应 用 实 例 RS232 RS422 RS485 隔 离 I/0 模 拟 信 号 TTL 信 号 等 协 议 / 电 气 规 范 的 检 测 和 故 障 注 入, 此 外 还 包 括 电 源 的 检 测 和 故 障 注 入 包 括 : 离 散 量 接 口 功 能 电 路 陀 螺 控 制 回 路 ( 抖 动 回 路 稳 频 回 路 稳 流 回 路 拍 频 回 路 ) Arinc429 通 讯 接 口 功 能 电 路 与 GJB289A 总 线 驱 动 功 能 电 路 IceBlade 故 障 注 入 系 统 可 同 时 实 现 物 理 层 电 气 层 协 议 层 的 故 障 模 拟 和 在 线 测 试, 具 体 故 障 模 式 如 下 : 物 理 层 可 实 现 断 路 控 制 短 路 控 制 串 行 阻 抗 并 行 阻 抗 阻 抗 匹 配 等 ; 电 气 层 可 实 现 幅 度 调 节 共 模 电 压 调 节 噪 声 毛 刺 模 拟 波 形 畸 变 输 入 电 压 阈 值 调 节 占 空 比 调 节 斜 率 调 节 等 ; 协 议 层 可 实 现 信 号 延 时 速 率 频 率 调 节 数 据 传 输 错 误 等 3. 结 束 语 目 前 测 试 性 验 证 试 验 是 针 对 已 有 产 品 的 测 试 性 设 计 进 行 评 估 故 障 注 入 技 术 是 测 试 性 验 证 试 验 的 一 种 有 效 手 段 通 过 上 述 故 障 注 入 试 验, 暴 露 出 部 分 UUT 测 试 性 设 计 的 不 足 的 问 题 测 试 性 验 证 还 需 要 大 量 科 学 合 理 的 故 障 模 式 的 注 入 作 为 验 证 依 据, 使 装 备 测 试 性 指 标 的 评 估 更 加 真 实 可 靠 IceBlade 故 障 注 入 系 统 是 北 京 旋 极 在 吸 取 国 内 外 类 似 系 统 的 设 计 经 验 基 础 上, 结 合 国 内 的 需 求 形 成 的 2.IceBlade 在 惯 导 测 试 性 验 证 平 台 的 典 型 应 用 一 套 功 能 齐 全 性 能 稳 定 的 故 障 注 入 系 统, 是 测 试 性 验 证 试 验 中 不 可 缺 少 的 一 环 惯 导 系 统 测 试 性 平 台 如 图 1 所 示 采 用 IceBlade 故 障 注 入 系 统 注 入 惯 导 系 统 测 试 性 验 证 所 需 的 故 障 模 式, 文 中 部 分 内 容 参 考 引 用 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 系 统 测 试 性 设 计 分 析 与 验 证 27

市 场 活 动 海 军 军 民 融 合 主 题 展 Market Events 旋 极 嵌 入 式 技 术 闪 耀 蓝 鲸 军 民 融 合 创 新 园 高 新 技 术 展 2014 年 12 月 26 日 至 2015 年 1 月 13 日, 海 军 与 北 京 市 政 府 在 军 民 结 合 产 业 基 地 蓝 鲸 园 举 办 了 以 军 民 融 合 创 新 主 题 的 海 军 军 民 融 合 展 中 央 军 委 委 员 总 装 备 部 部 长 张 又 侠, 海 军 司 令 吴 胜 利 参 观 展 览 本 次 展 会 全 国 仅 有 40 家 企 业 受 邀, 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 携 自 主 创 新 的 嵌 入 式 技 术 闪 耀 亮 相, 展 出 了 远 程 互 联 产 品 故 障 诊 断 产 品 车 载 / 舰 载 无 线 通 信 产 品, 得 到 了 总 装 首 长 海 军 司 令 各 军 工 集 团 领 导 人 员 及 其 他 参 观 人 员 的 关 注 和 高 度 评 价 28 总 装 备 部 部 长 张 又 侠 体 验 产 品

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 海 军 司 令 吴 胜 利 听 取 旋 极 信 息 副 总 经 理 蔡 厚 富 汇 报 蓝 鲸 军 民 融 合 创 新 园 是 海 军 与 北 京 市 贯 彻 落 实 习 主 席 和 党 的 十 八 大 关 于 军 民 融 合 深 度 发 展 战 略 的 探 索 实 践, 也 是 全 国 首 个 军 地 共 建 共 管 的 高 科 技 园 区 该 园 区 位 于 北 京 市 亦 庄 经 济 技 术 开 发 区, 占 地 300 余 亩, 是 一 个 全 面 合 作 深 度 融 合 直 接 对 接 辐 射 全 国 的 军 民 双 向 互 动 发 展 的 综 合 性 军 民 融 合 成 果 转 化 基 地 此 次 展 会 仅 在 全 国 范 围 内 挑 选 40 余 家 地 方 高 新 技 术 企 业 和 海 军 院 校 及 科 研 单 位 的 87 项 技 术 参 展, 内 容 涵 盖 新 装 备 新 能 源 新 材 料 生 物 医 药 和 信 息 技 术 等 领 域, 展 示 了 当 前 国 内 外 相 关 领 域 的 最 新 科 技 成 果, 通 过 促 成 相 关 技 术 成 果 的 军 转 民 和 民 参 军, 对 于 促 进 海 军 装 备 发 展 工 程 建 设 等 以 及 地 方 经 济 社 会 发 展 具 有 重 要 推 动 作 用 29

技 术 前 沿 Technology Trends TECHNOLOGY TRENDS P29 浅 析 自 动 测 试 技 术 及 流 程 P33 ARINC818-2 总 线 技 术 的 探 讨 P35 分 布 式 测 控 系 统 中 通 用 化 设 计 与 实 现 P38 装 备 故 障 诊 断 及 维 修 决 策 技 术 P40 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 P43 软 件 测 试 前 沿 技 术 - 敏 捷 测 试 P46 硬 件 仿 真 系 统 在 图 像 处 理 FPGA 应 用 中 加 速 逻 辑 验 证 P49 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 P52 GJB8114 C/C++ 语 言 编 程 安 全 子 集 的 提 出 和 改 进 P54 控 制 系 统 中 的 PLC 系 统 综 合 测 试 技 术 30

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 浅 析 自 动 测 试 技 术 及 流 程 The technology and process of automated testing 文 王 丽 娜 上 海 旋 极 技 术 部 软 件 工 程 化 产 品 技 术 工 程 师 自 动 测 试 (Automated Testing) 不 等 于 测 试 自 动 化 (Test Automation) 自 动 测 试, 模 拟 手 工 测 试 步 骤, 通 过 执 行 程 序 语 言 编 制 的 测 试 脚 本 自 动 地 测 试 软 件, 自 动 地 实 施 软 件 的 单 元 测 试 功 能 测 试 负 载 测 试 或 性 能 测 试 等 自 动 测 试 集 中 体 现 在 实 际 测 试 执 行 (Test Execution) 的 过 程, 也 就 是 由 手 工 逐 个 地 运 行 测 试 用 例 的 操 作 过 程 被 测 试 工 具 自 动 执 行 的 过 程 所 替 代 自 动 测 试, 强 调 借 助 工 具 ( 不 仅 仅 是 工 具, 有 时 包 括 策 略 和 工 件 ) 来 完 成 测 试 的 执 行, 也 就 是 用 工 具 来 帮 助 或 辅 助 测 试, 这 个 执 行 过 程 可 能 是 全 自 动 的, 也 可 能 是 半 自 动 的 单 元 测 试 是 软 件 开 发 过 程 中 重 要 的 质 量 保 证 活 动, 单 元 测 试 的 质 量 将 很 大 程 度 上 影 响 软 件 产 品 的 最 终 质 量 单 元 测 试 用 于 检 测 代 码 的 内 部 结 构, 对 其 采 用 自 动 化 的 方 式, 可 达 到 事 半 功 倍 的 效 果 本 文 主 要 介 绍 基 于 单 元 测 试 的 自 动 测 试 过 程 自 动 测 试 过 程 利 用 路 径 解 析 的 算 法, 遍 历 被 测 代 码 所 有 可 能 的 路 径, 自 动 创 建 测 试 用 例 集, 满 足 100% 的 入 口 语 句 判 定 或 布 尔 覆 盖 目 标 该 算 法 思 想 如 下 : 基 础 路 径 : 缺 省 测 试 用 例 将 所 有 的 输 入 都 设 为 0 其 余 路 径 : 算 法 分 析 器 会 验 证 未 执 行 过 的 路 径, 尝 试 设 定 输 入 值 以 确 保 代 码 执 行 过 其 余 路 径 当 代 码 中 所 有 区 域 都 被 执 行 过 或 者 所 有 可 能 的 路 径 都 被 尝 试 过, 则 算 法 分 析 器 终 止, 并 将 生 成 的 测 试 用 例 保 存 到 测 试 脚 本 中, 同 时 创 建 一 个 相 关 自 动 测 试 的 报 告 自 动 测 试 的 关 键 要 素 主 要 包 括 软 件 的 输 入 输 出 测 试 用 例 结 构 函 数 的 调 用 实 现 等 31

技 术 前 沿 Technology Trends 32 (1) 输 入 和 输 出 被 测 代 码 的 输 入, 用 于 激 励 执 行 代 码 中 的 特 定 路 径 通 常 包 括 : 被 测 函 数 的 参 数 全 局 数 据 调 用 函 数 的 返 回 值 函 数 调 用 的 输 出 参 数 ( 如 : 指 针 类 型 的 非 const 参 数 ) 自 动 生 成 测 试 脚 本 后, 可 检 查 被 测 代 码 的 以 下 输 出 : 被 测 函 数 的 返 回 值 被 测 函 数 的 输 出 参 数 ( 如 : 指 针 参 数 ) 全 局 数 据 函 数 调 用 序 列 调 用 函 数 的 参 数 (2) 测 试 用 例 结 构 自 动 测 试 创 建 成 功 后, 会 生 成 一 组 遍 历 所 有 可 能 路 径 的 单 元 测 试 用 例, 一 般 包 含 以 下 结 构 : 局 部 变 量 用 来 保 存 所 需 的 每 个 参 数 期 望 的 调 用 序 列 参 数 赋 值 函 数 调 用 相 关 的 全 局 数 据 检 查 结 构 体 按 照 字 段 逐 一 进 行 检 查 如 果 被 测 函 数 有 返 回 值, 该 返 回 值 将 被 保 存 并 检 查 如 果 被 测 函 数 的 返 回 值 不 确 定 ( 如, 当 前 路 径 存 在 未 初 始 化 的 变 量 ) 该 返 回 值 的 检 查 将 被 省 略 自 动 测 试 报 告 中, 会 记 录 未 初 始 化 变 量 的 警 告 消 息 (3) 函 数 调 用 实 现 自 动 测 试 的 缺 省 设 置 是, 以 Stub 打 桩 方 式 模 拟 或 截 取 所 有 的 函 数 调 用, 检 查 调 用 序 列 和 参 数, 以 及 设 置 必 要 的 输 出 每 一 次 函 数 调 用 都 会 自 动 对 应 一 个 相 关 实 例 默 认 情 况 下, 每 一 个 实 例 都 会 : 检 查 其 输 入 参 数 设 定 返 回 值 和 输 出 参 数 输 入 参 数 是 指 针 类 型 时, 该 指 针 的 地 址 和 内 容 都 将 被 检 查 对 于 结 构 体 或 数 组 参 数, 每 个 结 构 成 员 或 数 组 元 素 都 将 被 检 查 函 数 调 用 中 所 有 非 Const 类 型 的 指 针 参 数 作 为 输 出 参 数, 该 参 数 可 作 为 被 测 代 码 的 输 入, 用 于 激 励 执 行 某 条 路 径 被 模 拟 的 函 数 可 通 过 修 改 全 局 数 据, 激 励 代 码 执 行 某 条 路 径 Cantata 自 动 测 试 应 用 Cantata 的 基 线 测 试 功 能, 可 自 动 产 生 执 行 到 所 有 代 码 路 径 的 测 试 用 例 向 量, 满 足 单 元 测 试 的 覆 盖 目 标 基 线 测 试 还 产 生 代 码 可 测 试 性 问 题 报 告, 如 不 可 达 代 码 未 初 始 化 数 据 隐 式 函 数 声 明 等 问 题 (1) 测 试 实 例 range 测 试 实 例 包 含 range.h range.c range.h range.h 声 明 了 函 数 range stubf, 定 义 了 宏 变 量 图 1 range.h 示 例 图 range.c range.c 包 含 一 个 函 数 range, 函 数 range 调 用 了 函 数 stubf,stubf 的 返 回 值 作 为 if 判 断 条 件 图 2 range.c 以 及 结 构 图 函 数 range, 有 3 条 可 执 行 路 径

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 路 径 1: 节 点 0-1-2-8-9-10 分 支 节 点 1 处, if 条 件 (number >= -1024)&&(number <= 1023) 为 TRUE 路 径 2: 节 点 0-1-3-4-5-7-8-9-10 分 支 节 点 1 处,if 条 件 (number >= -1024)&&(number<=1023) 为 FALSE; 分 支 节 点 4 处,if 条 件 stubf(number)>0 为 TRUE 路 径 3: 节 点 0-1-3-4-6-7-8-9-10 分 支 节 点 1 处,if 条 件 (number>=-1024)&&(number<=1023) 为 FALSE; 分 支 节 点 4 处,if 条 件 stubf(number)>0 为 FALSE (2) 测 试 用 例 range.c 被 编 译 后, 生 成 测 试 脚 本, 设 定 覆 盖 规 则 集 ( 语 句 + 分 支 覆 盖 ), 选 择 Auto Test 自 动 生 成 测 试 用 例 测 试 用 例 1--- 基 础 路 径, 将 所 有 输 入 都 设 为 0 ( 图 2 中 的 路 径 1) 输 入 :number = 0; 预 期 : 函 数 返 回 值 = 0; 调 用 : 无 图 5 测 试 用 例 1 示 例 图 图 3 生 成 测 试 脚 本 界 面 图 当 被 测 程 序 不 存 在 可 测 性 问 题 时, 会 自 动 生 成 覆 盖 所 有 路 径 的 测 试 用 例 如 图 3 示, 自 动 生 成 3 个 测 试 用 例, 包 含 设 定 输 入 参 数 值 对 被 调 函 数 自 动 打 桩 设 定 桩 函 数 返 回 值 设 定 输 出 期 望 值 并 进 行 检 查 等 信 息 测 试 用 例 2--- 第 二 条 路 径, 设 定 输 入 值 为 1024, 桩 函 数 返 回 0( 图 2 中 的 路 径 3) 输 入 :number = 1024; 预 期 : 函 数 返 回 值 = 2; 调 用 :range->stubf#1; 桩 stubf 的 实 例 1, 返 回 值 =0; 同 时 检 查 传 入 的 形 参 =1024 图 4 测 试 用 例 界 面 图 图 6 测 试 用 例 2 示 例 图 测 试 用 例 2--- 第 三 条 路 径, 设 定 输 入 值 为 1024, 桩 函 数 返 回 1( 图 2 中 的 路 径 2) 输 入 :number = 1024; 预 期 : 函 数 返 回 值 = 1; 调 用 :range->stubf#2; 桩 stubf 的 实 例 2, 返 回 值 =1; 同 时 检 查 传 入 的 形 参 =1024 33

技 术 前 沿 Technology Trends 图 7 测 试 用 例 3 示 例 图 Cantata 自 动 生 成 以 上 3 个 测 试 用 例,100% 覆 盖 了 4 条 分 支 6 条 可 执 行 语 句, 满 足 指 定 的 覆 盖 目 标 (3) 可 测 性 问 题 实 例 作 为 自 动 测 试 的 附 属 功 能,Cantata 可 以 在 自 动 测 试 报 告 中 指 出 代 码 潜 在 的 可 测 性 问 题, 如 : 动 态 的 不 可 达 代 码 可 能 导 致 代 码 崩 溃 的 场 景 非 法 的 类 型 转 换 未 初 始 化 的 数 据 无 返 回 值 的 函 数 隐 式 的 函 数 声 明 测 试 代 码 为 array.c, 包 含 函 数 demo 和 func, 函 数 demo 调 用 了 函 数 stubf 经 Cantata 生 成 测 试 脚 本 后, 自 动 创 建 了 2 个 测 试 用 例, 未 完 全 覆 盖 的 信 息 显 示 在 图 9 可 测 性 问 题 报 告 中 隐 式 函 数 声 明 : 被 调 函 数 stubf 缺 少 函 数 声 明 未 初 始 化 数 据 : 当 array.c 第 21 行 的 if-else if 分 支 都 不 满 足 时,index 变 量 未 初 始 化 ;array[index] 可 能 会 发 生 异 常 实 测 时, 用 户 需 要 先 解 决 代 码 中 的 这 些 问 题, 然 后 再 生 成 测 试 脚 本, 即 可 产 生 满 足 覆 盖 的 测 试 用 例 图 9 可 测 性 问 题 报 告 结 论 图 8 array.c 示 例 图 自 动 测 试 能 够 根 据 已 有 代 码 快 速 建 立 测 试 集 合, 并 保 证 覆 盖 率, 可 以 极 大 提 高 测 试 效 率, 方 便 进 行 回 归 测 试 经 过 需 求 测 试 阶 段 后, 很 可 能 代 码 中 某 些 结 构 没 有 被 测 试 到, 如 果 设 定 某 种 代 码 覆 盖 率 目 标 作 为 测 试 完 成 的 标 准, 通 过 自 动 测 试 可 以 弥 补 这 一 空 隙 使 用 自 动 测 试 方 法 实 现 覆 盖 率 目 标, 并 不 代 表 完 成 了 阶 段 性 的 测 试 任 务, 用 户 还 应 当 在 当 前 脚 本 的 基 础 上, 继 续 进 行 测 试 计 划, 添 加 更 详 细 的 测 试 用 例, 满 足 更 完 善 的 功 能 测 试 34

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 ARINC818-2 总 线 技 术 的 探 讨 Discussion of ARINC818-2 bus technology 文 胡 华 旋 极 信 息 军 工 中 心 航 空 总 线 部 技 术 工 程 师 ARINC818( 航 空 电 子 数 字 视 频 总 线 ) 是 航 电 系 统 中 针 对 高 带 宽 低 延 迟 非 压 缩 数 字 视 频 传 输 而 制 定 的 一 种 视 频 接 口 标 准 ARINC818-1 协 议 于 2007 年 初 发 布,ARINC818 具 备 高 带 宽 高 可 靠 性 低 延 迟 非 压 缩 视 频 传 输 抵 抗 电 磁 干 扰 可 减 轻 线 缆 重 量 灵 活 性 高 和 兼 容 扩 展 性 强 等 特 点, 已 经 成 为 新 一 代 航 空 电 子 数 字 视 频 总 线 的 统 一 标 准, 并 成 功 运 用 在 一 些 民 用 和 军 用 工 程 项 目 中 在 今 天,ARINC818 可 以 说 是 一 种 高 性 能 的 视 频 系 统 的 商 业 标 准, 并 向 军 用 领 域 应 用 拓 展 空 客 A400M 空 客 A350XWB 波 音 787 商 飞 919 和 KC-46A 加 油 机, 包 括 在 巴 西, 中 国, 印 度, 以 色 列, 俄 罗 斯 和 韩 国 制 造 的 部 分 飞 机 也 开 始 采 用 了 ARINC818 技 术, 另 外 国 外 很 多 军 机 也 采 用 了 该 项 技 术 并 进 行 了 升 级, 如 F-18 战 机 ARINC818 视 频 系 统 包 括 红 外 和 其 他 波 长 传 感 器 光 学 相 机 雷 达 飞 行 记 录 器 地 图 / 图 表 系 统 合 成 视 觉 图 像 融 合 系 统 平 视 显 示 器 下 视 多 功 能 显 示 器 和 视 频 集 线 器 等 这 些 视 频 系 统 可 用 于 飞 机 的 滑 行 和 起 飞 的 协 助 货 物 装 卸 导 航 目 标 跟 踪 避 障 以 及 其 它 重 要 场 合 ARINC818-2 协 议 于 2013 年 12 月 18 日 补 充 发 布, 对 ARINC818-1 协 议 进 行 了 升 级 和 补 充, 增 加 了 压 缩 加 密 以 及 更 高 的 传 输 速 率 等 特 点 本 文 将 重 点 分 析 一 下 ARINC818-2 视 频 总 线 带 来 的 一 些 新 的 技 术 亮 点 以 及 对 ARINC818-1 协 议 的 改 进 传 输 速 率 (Link Speed) ARINC818 针 对 不 同 的 视 频 格 式, 不 仅 支 持 各 种 FC 标 准 速 率, 还 增 加 支 持 诸 如 1.5Gbps 和 3.1875Gbps 等 非 标 准 速 率 在 ARINC818-1 协 议 被 批 准 发 布 的 时 候, 协 议 支 持 的 链 路 速 率 为 :1.0625Gbps 2.125Gbps 4.25Gbps 和 8.5Gbps 现 在,14.025Gbps 和 28.05Gbps 在 ARINC818-2 中 开 始 发 布, 甚 至 随 着 市 场 的 发 展 需 求, 将 会 发 布 更 高 的 速 率 例 如 对 于 WQXGA (2560 1600 像 素, 以 24 位 色 显 示 ) 格 式 的 视 频 以 60HZ 的 频 率 显 示 需 要 带 宽 约 为 7.8Gbps 的 链 路 来 承 载 传 输, 这 些 都 是 高 分 辨 率 视 频 提 出 的 新 要 求 图 1 ARINC818 速 率 变 化 在 ARINC818-2 中 增 加 了 以 下 速 率 :5.0 6.375 (FC 6x) 12.75 (FC 12x) 14.025 (FC 16x) 35

技 术 前 沿 Technology Trends 21.0375 (FC 24x) 和 28.05 (FC 32x) Gb/s Rate(Gbps) Note ARINC818-1 ARINC818-2 1.0625 FC 1 1.5 1.62 2.125 FC 2 2.5 3.1875 FC 3 4.25 FC 4 5.0 6.375 FC 6 8.5 FC 8 12.75 FC 12 14.025 FC 16 21.0375 FC 24 28.05 FC 32 表 格 1 ARINC818-1 和 ARINC818-2 速 率 对 比 通 道 绑 定 (Channel Bonding) 由 于 FPGA 链 路 带 宽 的 限 制,ARINC818-2 开 始 支 持 多 个 并 行 的 链 接 所 要 传 输 的 视 频 帧 将 被 分 成 更 小 的 部 分, 在 两 个 或 两 个 以 上 的 链 路 中 传 输 采 用 这 一 方 法 能 大 大 减 少 工 程 应 用 上 的 费 用, 例 如 一 块 提 供 两 路 3.1875Gbps 速 率 的 FPGA 要 比 提 供 单 路 6.375Gbps 速 率 的 FPGA 便 宜 得 多 又 例 如, 具 有 24 位 彩 色 深 度 的 WQXGA 格 式 图 像 以 60Hz 传 输, 将 需 要 约 7.8Gbps 的 带 宽 但 通 过 采 用 通 道 绑 定 技 术, 该 图 像 可 以 被 分 割 成 两 部 分 并 分 别 在 两 条 速 率 为 4.25 Gbps 的 ARINC818 链 路 上 进 行 传 输 压 缩 和 加 密 (Compression and Encryption) 36 ARINC818 最 初 被 设 计 为 仅 可 以 用 于 传 输 非 压 缩 的 视 频 和 音 频 但 随 着 今 天 的 高 分 辨 率 传 感 器 和 显 示 器 应 用 技 术 发 展, 以 及 在 类 似 无 人 机 / 无 人 机 系 统 下 行 链 路 带 宽 的 限 制 和 某 些 重 要 应 用 数 据 安 全 需 要 的 情 况 下, 需 要 开 始 考 虑 采 用 压 缩 以 及 加 密 手 段 ARINC 818-2 协 议 要 求 对 ICD 指 定 的 执 行 细 节 进 行 压 缩 和 加 密, 但 协 议 不 提 供 用 于 压 缩 和 加 密 的 方 法, 它 只 提 供 一 个 表 明 有 效 载 荷 已 经 压 缩 或 加 密 的 指 示 标 记 考 虑 到 这 些 需 求, 在 ARINC 818-2 规 范 中 将 允 许 定 义 出 一 种 新 的 对 象 类 型 来 表 示 该 有 效 载 荷 已 被 压 缩 或 者 加 密, 或 者 两 者 兼 而 有 之 切 换 (Switching) ARINC818 当 初 被 定 义 为 是 一 种 点 对 点 的 接 口 链 接 以 确 保 100% 的 服 务 质 量 然 而, 航 空 电 子 系 统 中 通 常 会 遇 到 多 总 线 通 道 应 用 场 景, 因 此 允 许 切 换 就 变 得 很 重 要 其 次, 为 了 确 保 可 互 操 作 性, 在 ARINC818-2 中 对 实 现 的 细 节 和 建 议 做 一 个 详 细 的 描 述 将 变 得 很 重 要 主 动 切 换 时 机 只 能 发 生 在 容 器 与 容 器 传 输 的 间 隔 之 间 从 时 机 应 用 的 角 度 来 看, 这 意 味 着 如 果 你 发 送 视 频, 切 换 会 等 到 垂 直 消 隐 期 间 才 会 进 行 以 防 止 破 坏 容 器 中 的 视 频 帧 同 时,ARINC818-2 提 供 基 于 ICD 文 件 的 相 关 属 性 指 导, 如 带 内 或 带 外 控 制 组 播 端 口 状 态 诊 断 和 延 迟 图 2 通 道 绑 定 和 数 据 链 接 数 据 链 接 (Data-only Links) ARINC818-2 中 新 增 的 另 一 个 规 范 是 提 供 数 据 链 接 数 据 链 接 提 供 了 包 括 指 挥 和 控 制, 状 态 或 可 触 摸 屏 幕 坐 标 的 方 法 在 这 种 情 况 下, 链 路 将 会 发 送 一 种 包 含 对 象 0 的 ADVB 容 器 容 器 头 部 将 对 象 0 数 据 ( 以 字 节 为 单 位 ) 的 大 小 传 递 给 接 收 者, 通 过 以 下 三 种 方 法 接 收 方 能 够 检 测 出 这 是 一 种 数 据 链 接 : 1) ADVB 容 器 头 中 的 对 象 1,2, 和 3 的 大 小 被 设 置 为 0; 2) 辅 助 数 据 中 word 0 的 行 和 列 的 值 被 设 置 为 0; 3) 对 象 0 中 word 3( 杂 项 控 制 字 ) 的 第 8 位 置 1 数 据 链 接 类 型 的 传 输 可 以 是 任 何 大 小 的, 并 且 可 以 由 多 个 ADVB 帧 构 成 总 大 小 ( 以 字 节 为 单 位 ) 由 ADVB 容 器 头 中 的 对 象 0 的 大 小 字 段 属 性 进 行 定 义 对 于 分 组 的 任 何 特 殊 规 则 ( 如 ADVB 帧 的 大 小 是 固 定 的 ) 必 须 在 ICD 中 指 定, 链 路 速 率 可 以 采 用 标 准 链 路 速 率, 也 可 以 是 由 ICD 规 定 的 一 个 定 制 速 率 双 向 摄 像 头 接 口 (Bi-directional Camera Interfaces) ARINC818 要 在 摄 像 机 传 感 器 等 应 用 中 使 用 需 要 建 立 一 种 双 向 通 信 机 制 因 此 双 向 摄 像 头 接 口 控 制 ( 下 转 37 页 )

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 分 布 式 测 控 系 统 中 通 用 化 设 计 与 实 现 General design and implementation of distributed test system 文 罗 宜 周 上 海 旋 极 测 控 部 技 术 工 程 师 随 着 现 代 科 学 技 术 的 发 展, 在 电 子 装 备 的 研 制 中 已 经 广 泛 的 使 用 大 规 模 集 成 电 路 技 术 以 及 新 兴 的 计 算 机 技 术 这 种 设 计 的 复 杂 性 引 起 了 对 电 子 产 品 的 可 靠 性 和 可 维 护 要 求 也 越 来 越 高 与 此 同 时, 传 统 的 测 试 与 验 证 手 段 已 经 不 能 满 足 日 益 复 杂 的 电 子 产 品, 尤 其 是 军 用 电 子 产 品 的 测 试 要 求 测 试 系 统 始 于 手 动 专 用 的 测 试 设 备, 随 着 测 试 技 术 的 发 展, 主 要 经 历 了 三 个 阶 段 : 专 业 测 试 设 备 的 专 用 测 试 系 统 ; 利 用 标 准 化 通 用 总 线 连 接 智 能 测 试 测 量 仪 器 的 测 试 系 统 ; 运 用 软 件 即 仪 器 的 思 想 构 架 的 虚 拟 仪 器 测 试 系 统, 测 试 系 统 要 实 现 的 功 能, 已 经 从 硬 件 的 功 能 转 移 到 计 算 机 编 程 上 来, 实 现 测 试 硬 件 的 软 件 化, 以 引 导 利 用 软 件 设 计 来 实 现 测 试 要 求 目 前 针 对 于 虚 拟 仪 器 的 测 试 系 统 的 构 架 方 式 分 为 集 中 式 和 分 布 式 两 种, 集 中 式 主 要 使 用 与 固 定 环 境, 小 型 测 试 系 统 的 使 用 分 布 式 主 要 是 解 决 不 同 地 域, 不 同 的 操 作 系 统, 多 台 测 试 系 统 协 同 的 测 试 需 求 分 布 式 测 试 系 统 中 如 何 实 现 对 于 本 地 资 源 和 远 程 资 源 无 差 异 的 使 用, 以 及 如 何 实 现 板 卡 可 替 换, 软 件 可 移 植 的 通 用 性 要 求, 都 是 目 前 在 分 布 式 测 试 系 统 亟 待 解 决 的 关 键 问 题 本 文 通 过 对 脚 本 语 言 的 和 分 布 式 技 术 的 研 究 提 出 了 一 种 分 布 式 测 试 系 统 通 用 化 解 决 方 案 测 试 系 统 体 系 架 构 图 1 测 试 系 统 架 构 软 件 架 构 采 用 平 台 加 配 置 的 组 成 方 式, 即 在 测 试 前 测 试 的 设 计 者 根 据 测 试 需 求 配 置 硬 件 配 置 信 息 和 测 试 配 置 ( 包 括 测 试 中 的 测 试 项 名 称, 上 下 限, 故 障 信 息, 硬 件 调 用 信 息 ), 并 利 用 脚 本 语 言 设 计 设 置 不 同 层 次, 不 同 类 型 的 测 试 策 略 在 测 试 时, 测 试 者 只 需 加 载 对 应 的 配 置 信 息 和 测 试 脚 本 通 过 对 硬 件 驱 动 消 息 的 解 析 调 用 对 应 的 硬 件 服 务, 写 入 或 读 取 硬 件 数 据 ; 经 过 统 一 的 数 据 接 口 存 入 数 据 库 中, 同 时 显 示 在 用 户 界 面 上 测 试 后 通 过 统 一 的 数 据 接 口 访 问 数 据 通 用 模 块, 获 取 数 据 能 够 完 成 数 据 查 询, 数 据 回 放 以 及 数 据 报 表 导 出 37

技 术 前 沿 Technology Trends 38 脚 本 编 辑 使 用 Python 语 言 编 写, 测 试 策 略 的 实 现 通 过 语 言 逻 辑 实 现, 对 于 硬 件 驱 动 的 调 用, 采 用 硬 件 驱 动 消 息 的 形 式, 测 试 的 设 计 者 只 按 照 标 准 的 消 息 格 式 编 写 硬 件 需 求, 就 可 以 完 成 驱 动 的 调 用 测 试 系 统 采 用 面 向 服 务 构 建 方 式, 系 统 中 的 硬 件 资 源 被 抽 象 为 接 口 统 一 的 服 务, 上 层 应 用 程 序 通 过 系 统 服 务 总 线 访 问 硬 件 资 源 和 数 据 库 资 源, 从 而 解 决 同 一 软 件 部 署 在 不 同 环 境 上, 都 可 以 无 差 异 的 访 问 本 地 测 试 资 源 和 远 程 测 试 资 源 对 每 一 种 硬 件 资 源 进 行 抽 象 为 服 务, 应 用 系 统 不 直 接 访 问 服 务, 而 是 通 过 系 统 总 线 来 访 问 服 务 功 能 从 而 降 低 了 服 务 与 服 务 之 间 的 耦 和 性, 使 得 应 用 系 统 灵 活 可 配 置, 可 以 通 过 搭 积 木 的 方 式 配 置 系 统 的 应 用 环 境 1.1 测 试 管 理 图 2 测 试 用 例 管 理 框 图 如 图 2 所 示, 对 于 测 试 用 例 的 管 理 分 为 三 个 层 次, 最 底 层 是 功 能 组 件 层 包 括 硬 件 的 功 能 组 件 和 通 过 功 能 组 件, 实 现 板 卡 配 置, 数 据 采 集 及 数 据 处 ; 中 间 层 是 测 试 功 能 层, 实 现 一 个 测 试 项 目 的 具 体 测 试 功 能, 可 以 是 一 个 项 目 的 一 个 测 试 用 例, 也 可 以 是 一 个 测 试 项 目 的 实 现 的 步 骤, 最 上 层 是 测 试 项 目 层, 根 据 不 同 的 测 试 需 要 构 建 不 同 的 测 试 项 目, 可 以 是 一 个 测 试 解 决 方 案, 那 么 中 间 层 就 是 一 个 个 测 试 用 例, 也 可 以 是 一 个 测 试 用 例, 那 么 中 间 层 就 是 测 试 用 例 中 具 体 的 实 现 步 骤 组 件 层 主 要 通 过 系 统 程 序 设 计 语 言 实 现, 例 如 C/C++, 等 类 C 语 言 实 现 板 卡 调 用, 数 据 结 构 和 算 法 实 现 等 复 杂 业 务 逻 辑, 基 本 都 需 求 编 译 成 库 文 件, 被 上 层 功 能 调 用 中 间 层 测 试 功 能 的 实 现 通 过 脚 步 语 言 实 现, 通 过 脚 本 语 言 对 不 同 的 组 件 进 行 连 接, 构 建 不 同 的 功 能 模 块 测 试 项 目 层 通 过 XML 根 据 测 试 需 求, 组 织 相 应 的 测 试 解 决 方 案 测 试 管 理 通 过 三 个 层 次 的 设 计, 在 组 件 层 上 屏 蔽 了 对 语 言 和 操 作 系 统 的 依 赖, 可 以 对 部 署 在 不 同 操 作 系 统, 不 同 语 言 的 编 写 的 组 件 进 行 访 问 中 间 层 使 用 脚 本 语 言, 利 用 脚 本 语 言 解 释 执 行 的 特 点, 测 试 开 发 人 员 可 以 根 据 测 试 要 求 构 建 大 量 通 用 测 试 功 能 模 块, 实 现 测 试 功 能 模 块 的 复 用 测 试 项 目 层, 借 助 项 目 管 理 工 具 可 以 很 方 便 的 组 织 不 同 的 测 试 步 骤 1.2 测 试 配 置 图 3 测 试 配 置 框 图 在 测 试 配 置 设 计 中 从 板 卡 配 置 到 测 试 策 略 从 三 个 层 次 实 现 测 试 软 件 的 通 用 化 如 图 3 所 示 : 硬 件 层 配 置 使 用 Excel, 用 户 根 据 不 同 的 型 号 的 单 机 的 硬 件 信 号 需 要 对 硬 件 的 信 号 的 通 道 名 称, 参 数, 管 脚 映 射 进 行 配 置, 以 使 得 测 试 管 脚 功 能 的 复 用 满 足 不 同 型 号 对 信 号 的 需 求 特 性 测 试 配 置 检 查 软 件 为 用 户 提 供 新 建 测 试 配 置 文 件 的 功 能, 用 户 可 以 通 过 软 件 界 面 配 置 测 试, 监 测 信 号 的 名 称 通 道, 结 果 上 下 限, 故 障 诊 断 信 息 和 硬 件 通 道 映 射 路 径 测 试 策 略 层 配 置 主 要 针 对 不 通 道 测 试 需 求, 制 定 不 同 的 测 试 流 程, 数 据 处 理 方 式 及 信 号 采 集 的 频 率 应 用 实 例 下 面 以 使 用 本 文 设 计 方 案 的 航 天 某 所 XXX 项 目 为 例 实 现 电 源 系 统 AC 电 压, 谐 波 失 真,DC 电 压, 纹 波 及 数 字 信 号 时 序 检 测 等 性 能 测 试 图 4 xx 项 目 架 构 图

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 XXX 项 目 将 总 线 检 测 设 备 信 号 检 测 设 备 电 源 检 测 设 备 电 缆 检 测 设 备 和 数 据 分 析 评 估 设 备 通 过 网 络 进 行 连 接 将 每 台 检 测 设 备 的 硬 件 功 能 抽 象 为 网 络 服 务 组 件 或 通 用 的 数 据 处 理 组 件 测 试 开 发 人 员 在 PC 上 使 用 脚 本 语 言 通 过 对 不 同 检 测 设 备 的 服 务 组 件 的 调 用, 生 产 多 个 相 对 独 立 的 测 试 功 能 模 块 测 试 人 员 创 建 项 目 添 加 对 应 的 功 能 模 块, 就 可 实 现 不 同 测 试 策 略 的 测 试 流 程, 如 图 5 所 示 测 试 系 统 可 以 并 接 与 实 验 室 局 域 网 实 现 远 程 数 据 的 分 析 和 评 估 以 某 型 号 电 源 AC 测 试 的 为 例, 用 户 新 建 或 者 打 开 测 试 项 目, 根 据 测 试 需 求 可 以 添 加 测 试 功 能 项 目 ; 针 对 测 试 功 能 用 户 需 要 新 建 或 选 择 测 试 配 置 表, 在 测 试 配 置 中 队 测 试 的 步 骤 进 行 配 置, 保 存 配 置 生 成 测 试 脚 本, 使 用 脚 本 对 不 同 的 硬 件 组 件, 数 据 分 析 组 件 进 行 调 用 组 织, 实 现 不 同 的 测 试 应 用 结 论 在 实 际 项 目 应 用 中, 这 种 分 布 式 测 试 系 统 的 设 计 方 案, 可 以 解 决 对 本 地 和 远 程 组 件 的 无 差 异 访 问, 使 得 组 件 的 开 发 与 部 署 不 依 赖 与 编 程 语 言 和 操 作 系 统 在 应 用 中, 测 试 项 目 使 用 的 测 试 功 能 模 块 具 有 很 强 的 通 用 性, 使 用 这 个 设 计 方 案, 测 试 开 发 人 员 只 需 开 发 通 用 的 测 试 功 能 模 块 测 试 人 员 就 可 以 根 据 不 同 型 号 的 测 试 需 求 可 以 组 织 不 同 的 测 试 项 目, 从 而 提 高 了 测 试 效 率 图 5 测 试 项 目 管 理 图 ( 上 接 34 页 ) 就 变 得 极 为 重 要, 双 向 摄 像 头 接 口 可 以 说 是 数 据 链 接 情 况 下 的 一 个 特 例, 需 要 使 用 标 准 的 链 路 速 率 双 向 摄 像 头 视 频 接 口 控 制 可 用 于 多 个 摄 像 机 的 同 步, 并 且 使 合 并 和 混 合 操 作 变 得 更 容 易 同 时 ICD 将 指 定 相 机 控 制 参 数 和 视 频 定 时 容 差 在 ARINC818-2 中, 可 以 具 备 传 输 合 并 和 控 制 多 个 设 备 的 能 力, 同 时 仍 保 持 ARINC-818 的 原 有 优 点 CRC 校 验 (CRC Calculation) 在 ARINC818-1 协 议 中 出 现 的 执 行 起 来 比 较 困 难 的 问 题 其 中 之 一 就 是 正 确 的 计 算 前 一 张 图 片 的 CRC 因 为 CRC 的 校 验 是 十 分 复 杂 的, 并 且 极 易 出 错 进 而 导 致 应 用 出 错 因 此, 在 ARINC818-2 中 增 加 了 详 细 介 绍 CRC 计 算 的 每 一 个 步 骤 的 部 分 结 论 ARINC818 技 术 将 继 续 在 越 来 越 多 的 工 程 应 用 中 被 采 用, 同 时 ARINC818-2 的 修 订 使 得 ARINC818 总 线 的 功 能 更 强 大, 应 用 特 点 更 加 明 确, 能 够 满 足 航 空 电 子 环 境 下 的 高 速 视 频 传 输 要 求, 在 机 载 通 信 领 域 将 具 有 十 分 广 阔 的 应 用 前 景 图 3 双 向 控 制 39

技术前沿 Technology Trends 装备故障诊断及维修决策技术 Equipment fault diagnosis and repair decision technology 文 曹海龙 旋极信息军工中心系统测试部技术工程师 目前大多数装备的维修保障方式采用的是反应式维修保障 即采用 装备产生故障-故障检测-故障定位-故障 隔离-资源调度-装备维修 这一被动过程 基于此过程的维修保障活动过多地依靠维修保障人员的经验 没有形成 统一的维修保障规范体系 增加了维修人力以及保障资源 不符合关于装备要求所提出的提高战备完好性 提高任 务成功性 降低保障资源 降低寿命周期费用的要求 装备故障诊断及维修决策技术将原有的反应式维修保障向预测性维修 视情维修及自主性维修保障转变 从 而降低维修过程中的保障资源 时间 费用 提高战备完好性和任务成功率 增加出动架次率 1.装备故障诊断及维修决策技术的意义 装备故障诊断及维修决策技术通过在装备运行 时对其状态进行连续的状态监测 故障检测以及故障 统 可用于对工作人员操作提示 故障规避等 另一部 分可通过无线等方式传至综合保障系统 以实现不同单 位之间的人力 物力 时间等协同保障 快速维修 定位 判定装备所处的状态 预测装备状态未来的发 展趋势及可能产生的故障 从而预先制定出维修决策 计划 确定为装备维修活动所需要的内容 方式 技 术 资料 物资等方面的支持 实现集状态监测 故 障诊断 状态预测 维修决策为一体的装备维修活 动 实现装备的快速故障诊断以及装备的快速维修 如下图 中间部分为装备故障诊断及维修决策的 核心技术 上部分为装备示意图 下部分为综合保障 系统示意图 装备故障诊断及维修决策技术可应用于装备上 2.1 数据采集技术 监测 故障诊断 故障预测 维修决策等环节获得最 数据是进行故障诊断及维修决策的基础 根据维 终的预测评估结果 40 2.故障诊断及维修决策的关键技术 装备在线工作时 可通过数据采集 数据处理 状态 预测评估结果分两部分传出 一部分传至装备系 修层级不同 所需采集的数据也不相同 维修层级包 括基层级 中继级以及基地级 如下表所示

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 维 修 级 别 基 层 级 中 继 级 基 地 级 单 位 装 备 直 接 使 用 单 位 直 接 使 用 单 位 的 支 持 修 理 厂 生 产 厂 单 位 维 修 对 象 系 统 LRU SRU 元 器 件 级 设 备 的 日 常 维 护 ; 重 要 参 数 的 调 试 ; 故 障 隔 离 至 SRU; 修 复 LRU 及 部 分 SRU; 故 障 隔 离 至 元 器 件 级 ; 修 复 元 器 件 ; 维 修 内 容 更 换 整 机 LRU 等 故 障 快 速 支 援 基 层 级 维 进 行 大 修 ; 件 ; 修 ; 支 持 中 继 级 和 基 层 级 故 障 件 送 往 中 继 级 维 修 对 于 维 修 级 别 不 同, 所 需 要 的 数 据 采 集 层 次 也 不 相 同, 基 层 级 为 装 备 的 直 接 使 用 单 位, 其 维 修 关 注 系 统 级 及 LRU 级 别, 在 此 级 别 维 修 时, 主 要 强 调 快 速, 手 段 为 直 接 替 换 故 障 部 件, 所 以 此 级 别 维 修 需 要 采 集 总 线 数 据 中 继 级 为 基 层 级 装 备 使 用 支 持 单 位, 其 维 修 关 注 于 SRU 级, 主 要 针 对 基 层 级 故 障 模 块, 进 一 步 定 位 维 修, 并 对 故 障 板 卡 进 行 替 换 在 此 级 别 维 修 时, 主 要 采 用 离 线 诊 断 维 修, 采 集 板 级 接 口 以 及 背 板 总 线 数 据 从 而 进 行 故 障 定 位 及 维 修 而 基 地 级 维 修, 也 称 作 大 修, 可 能 是 板 上 功 能 电 路 或 芯 片 出 故 障, 此 级 别 的 数 据 采 集 需 要 到 功 能 电 路 级 别 2.2 数 据 处 理 技 术 数 据 处 理 技 术 通 过 对 数 据 进 行 分 析 处 理, 得 到 数 据 的 特 征 值, 从 原 始 的 数 据 中 得 到 有 意 义 的 参 数 指 标, 数 据 处 理 技 术 是 故 障 诊 断 及 维 修 决 策 的 基 础, 在 数 据 处 理 阶 段, 需 要 得 到 装 备 的 有 效 模 型, 从 而 根 据 模 型 分 析 出 数 据 特 征 2.3 状 态 监 测 技 术 状 态 监 测 技 术 需 要 根 据 数 据 处 理 技 术 建 立 及 维 护 正 常 状 态 的 基 准, 当 在 线 获 取 数 据 时, 一 旦 检 测 到 数 据 异 常, 需 要 根 据 装 备 确 定 的 异 常 值 域, 依 据 告 警 级 别 告 警 2.4 故 障 诊 断 技 术 故 障 诊 断 由 系 统 根 据 故 障 现 象, 使 用 诊 断 知 识, 模 拟 专 家 解 决 问 题 的 思 路 和 方 法 确 定 导 致 故 障 的 原 因, 并 将 故 障 进 行 定 位 和 隔 离 故 障 诊 断 主 要 目 的 是 辅 助 维 修 保 障 人 员 迅 速 准 确 地 进 行 故 障 定 位, 并 分 析 故 障 模 式 影 响 及 危 害 性, 以 最 快 的 速 度 排 除 故 障, 将 危 害 程 度 降 至 最 低, 保 障 系 统 的 正 常 运 行 2.5 故 障 预 测 技 术 故 障 预 测 技 术 主 要 是 基 于 数 据 采 集 的 结 果, 利 用 故 障 预 测 方 法 进 行 分 析 验 证, 可 根 据 装 备 的 FMEA 分 析 报 告,FMECA 分 析 报 告, 装 备 的 故 障 树, 装 备 的 模 型 等 多 种 故 障 预 测 方 式 预 测 装 备 的 寿 命 未 来 可 能 产 生 的 故 障 状 态 等, 为 维 修 决 策 提 供 依 据 2.6 维 修 决 策 技 术 维 修 决 策 技 术, 通 过 装 备 的 故 障 信 息, 结 合 相 应 的 故 障 预 案, 利 用 预 测 和 决 策 的 方 法 技 术, 进 行 维 修 决 策 的 自 动 生 成, 维 修 资 源 的 统 一 调 配 以 及 相 关 单 位 的 维 修 保 障 工 作 的 自 动 协 同, 可 极 大 地 提 高 保 障 的 效 率 及 精 确 度, 实 现 快 速 维 修 3. 故 障 诊 断 及 维 修 决 策 技 术 的 优 势 目 前 装 备 的 故 障 诊 断 以 及 维 修 决 策 技 术, 大 部 分 还 是 采 用 线 下 诊 断 以 及 反 应 式 保 障 对 比 目 前 国 内 常 用 的 故 障 诊 断 以 及 维 修 保 障 方 式 主 要 有 以 下 优 点 : 将 线 下 诊 断 转 变 为 在 线 诊 断 线 下 诊 断 主 要 是 在 装 备 产 生 故 障 后, 采 用 装 备 配 套 的 故 障 检 测 设 备, 在 装 备 离 线 工 作 情 况 下, 对 装 备 的 故 障 进 行 检 测 定 位 以 及 隔 离, 当 故 障 隔 离 至 固 定 模 糊 组 后, 根 据 经 验 对 装 备 故 障 进 行 排 故 及 保 障 而 在 线 诊 断 则 需 要 在 装 备 运 行 时 ( 在 线 工 作 ) 对 其 状 态 进 行 连 续 的 状 态 监 测 及 故 障 诊 断, 根 据 装 备 所 处 的 状 态, 预 测 装 备 状 态 未 来 的 发 展 趋 势 及 可 能 产 生 的 故 障, 从 而 预 先 制 定 出 维 修 决 策 计 划 将 反 应 式 保 障 转 变 为 主 动 保 障 维 修 反 应 式 保 障 主 要 是 指 当 装 备 产 生 故 障 后, 被 动 地 对 装 备 进 行 故 障 检 测 以 及 维 修 保 障 而 主 动 保 障 及 维 修, 则 可 以 在 装 备 工 作 的 过 程 中, 根 据 其 状 态 预 先 制 定 出 维 修 决 策 计 划, 确 定 为 装 备 维 修 活 动 所 需 要 的 内 容 方 式 技 术 资 料 物 资 等 方 面 的 支 持, 实 现 快 速 维 修 可 与 综 合 保 障 系 统 结 合 装 备 故 障 诊 断 及 维 修 决 策 技 术 最 终 可 将 评 估 结 果 与 综 合 保 障 系 统 结 合, 综 合 保 障 系 统 根 据 评 估 结 果 协 调 人 力 资 源 保 障 系 统 武 器 装 备 保 障 系 统 信 息 资 源 保 障 系 统 物 资 资 源 保 障 系 统 以 及 维 护 管 理 保 障 系 统, 完 成 保 障 计 划 保 障 质 控 资 源 分 析 故 障 诊 断 故 障 维 修 数 据 管 理 状 态 监 控 和 预 警 等 任 务 从 而 形 成 故 障 诊 断 及 维 修 决 策 系 统 和 综 合 保 障 结 合 的 一 体 化 系 统 4. 总 结 装 备 故 障 诊 断 及 维 修 决 策 技 术 将 转 变 传 统 的 故 障 诊 断 及 维 修 保 障 方 式, 从 离 线 故 障 诊 断 转 为 在 线 故 障 诊 断, 从 被 动 维 修 转 为 自 主 性 保 障, 从 而 实 现 装 备 的 快 速 故 障 诊 断 及 维 修, 降 低 装 备 保 障 资 源 要 求, 降 低 装 备 生 命 周 期 的 保 障 费 用 41

技 术 前 沿 Technology Trends 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 Integrated function testing platform for aviation sub-system 文 房 坤 上 海 旋 极 技 术 部 测 控 产 品 技 术 工 程 师 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 是 针 对 多 种 型 号 的 EFIS 系 统 的 专 用 综 合 测 试 台, 主 要 用 于 EFIS 飞 行 仪 表 系 统 及 其 各 部 件 在 地 面 进 行 产 品 验 收 故 障 检 测 与 定 位 等 检 测 工 作 适 用 于 EFIS 飞 行 仪 表 系 统 及 其 部 件 产 品 的 性 能 检 测 维 护 和 排 故 该 测 试 平 台 能 对 EFIS 飞 行 仪 表 系 统 的 软 硬 件 进 行 全 面 测 试, 同 时 能 对 飞 行 仪 表 系 统 各 部 件 进 行 功 能 性 测 试 测 试 台 是 基 于 PXI 总 线 架 构, 通 过 PXI 总 线 板 卡 和 一 些 专 用 测 试 资 源 组 成 的 综 合 性 测 试 系 统 具 有 性 能 稳 定 可 靠 配 置 灵 活 扩 展 性 强 等 特 点 具 体 功 能 如 下 : 1) 具 有 机 载 传 感 器 仿 真 功 能 ; 2) 具 有 综 合 的 信 号 测 试 面 板, 实 现 对 EFIS 系 统 实 验 信 号 的 测 试 ; 3) 具 有 EFIS 系 统 各 LRU 的 测 试 功 能 ; 4) 支 持 EFIS 系 统 与 各 机 载 传 感 器 之 间 的 静 态 双 边 通 讯 试 验 ; 5) 完 成 显 示 控 制 板 和 航 道 航 向 板 的 单 LRU 测 试 ; 6) 完 成 DU 飞 行 显 示 器 的 DPU 测 试 ; 7) 在 硬 件 条 件 满 足 的 情 况 下 兼 容 多 个 不 同 机 型 的 飞 行 仪 表 系 统 ; 8) 能 够 完 成 EFIS 飞 行 仪 表 系 统 功 能 检 查 ; 设 计 方 案 42 1) 总 体 设 计 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 作 为 EFIS 系 统 的 专 用 测 试 设 备, 功 能 及 接 口 设 计 上 既 方 便 用 户 进 行 所 有 功 能 测 试, 又 为 专 业 人 员 修 理 提 供 必 须 的 检 测 端 口 在 仿 真 设 备 的 研 制 过 程 中 重 视 兼 容 性, 互 补 性, 可 移 植 性 和 可 扩 展 性, 提 供 设 备 的 通 用 性, 在 硬 件 功 能 满 足 的 前 提 下 可 以 完 成 更 多 型 号 EFIS 系 统 的 测 试 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 由 主 控 仿 真 单 元,429 仿 真 单 元,422 及 离 散 量 模 拟 量 仿 真 单 元, 视 频 发 生 监 控 单 元, 信 号 测 控 单 元 组 成, 各 单 元 系

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 统 交 连 关 系 图 如 下 所 示 : 间 429 信 号 监 控 429 仿 真 单 元 软 件 运 行 流 程 图 如 下 所 示 图 1 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 各 单 元 系 统 交 连 关 系 图 2) 各 单 元 系 统 设 计 a) 主 控 仿 真 单 元 主 控 仿 真 单 元 实 现 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 的 综 合 控 制, 为 EFIS 系 统 提 供 所 需 的 动 态 飞 机 运 行 环 境, 实 现 ADC,INS/GPS,AHRS,ADF,TACAN,MLS,AP,RALT, IDMS,JIDS, 综 合 火 控 系 统, 电 子 对 抗 系 统 等 机 载 传 感 器 及 分 系 统 的 部 分 功 能 仿 真 及 总 线 接 口 仿 真, 仿 真 数 据 通 过 以 太 网 网 络 传 递 给 429 仿 真 单 元 和 422 及 离 散 量 模 拟 量 单 元, 是 整 个 环 境 的 核 心 单 元 主 仿 真 单 元 的 软 件 根 据 预 定 义 的 任 务 计 划 数 据 文 件, 以 及 用 户 对 仿 真 过 程 的 操 作 和 控 制, 通 过 对 ADC, INS/GPS,AHRS 等 相 关 机 载 传 感 器 及 分 系 统 的 仿 真, 实 现 各 机 载 传 感 器 及 分 系 统 的 部 分 功 能, 并 通 过 EFIS 接 口 仿 真 设 备 实 现 各 机 载 传 感 器 及 分 系 统 的 输 入 / 输 出 接 口 仿 真, 完 成 主 仿 真 单 元 软 件 的 人 机 界 面 根 据 公 共 数 据 文 件 进 行 的 定 义, 对 仿 真 软 件 的 运 行 过 程, 飞 行 参 数, 机 载 设 备 仿 真 状 态, 采 集 信 号 等 进 行 实 时 监 控 其 工 作 流 程 图 如 下 所 示 图 3 429 仿 真 单 元 软 件 工 作 流 程 图 c) 422 及 离 散 量 模 拟 量 仿 真 单 元 RS422 及 离 散 量 模 拟 量 仿 真 单 元 根 据 主 控 仿 真 工 作 站 的 控 制 指 令, 实 现 对 EFIS 系 统 内 部 RS422 通 讯 信 号 的 仿 真 监 控 与 测 试 功 能 实 现 各 机 载 传 感 器 及 分 系 统 与 EFIS 之 间 离 散 量 接 口 仿 真 信 号 监 控 与 信 号 测 试 功 能 ; 实 现 数 据 链 与 EFIS 之 间 RS422 接 口 的 仿 真 信 号 监 控 与 信 号 测 试 RS422 及 离 散 量 模 拟 量 仿 真 单 元 软 件 工 作 流 程 图 如 下 所 示 图 4 422 及 离 散 量 模 拟 量 仿 真 单 元 软 件 工 作 流 程 图 图 2 主 控 仿 真 单 元 软 件 工 作 流 程 图 b) 429 仿 真 单 元 429 仿 真 单 元 根 据 主 仿 真 设 备 的 控 制 指 令, 实 现 各 机 载 传 感 器 及 分 系 统 与 EFIS 之 间 ARINC429 接 口 仿 真, 监 控 与 测 试, 并 通 过 以 太 网 通 讯 网 络 将 仿 真 数 据 传 递 给 主 仿 真 设 备 实 现 各 机 载 传 感 器 及 分 系 统 与 EFIS 之 d) 视 频 发 生 监 控 单 元 视 频 发 生 监 控 单 元 包 括 视 频 发 生 模 块 视 频 监 视 模 块, 其 中 视 频 发 生 模 块 可 模 拟 火 控 系 统 综 合 管 理 系 统 等 分 系 统 的 LVDS 视 频 信 号 输 出 ; 视 频 监 视 模 块 完 成 MFD 等 分 系 统 LVDS 视 频 信 号 的 监 视 视 频 发 生 监 控 单 元 还 包 括 LVDS 信 号 转 DVI 视 频 信 号 功 能, 每 2 路 视 频 信 号 有 不 同 动 态 画 面 或 静 态 画 面, 43

技 术 前 沿 Technology Trends 分 辨 率 可 达 1024*768 e) 信 号 测 控 单 元 信 号 测 控 单 元 可 以 提 供 测 试 信 号 接 入, 接 出 点, 实 现 信 号 的 转 接, 为 试 验 设 备 提 供 所 需 的 电 源, 并 提 供 统 一 的 电 源 控 制 管 理 ; 可 对 模 块 的 状 态 控 制, 复 位 控 制, 提 供 以 太 网 调 试,232 串 口 调 试 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 实 际 应 用 下 面 是 航 空 某 所 的 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 实 际 应 用 案 例, 被 测 目 标 包 括 2 台 DPU,2 台 DCP, 一 台 CHP 及 4 台 DU 其 系 统 组 成 图 如 下 所 示 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 与 被 测 EFIS 分 系 统 通 过 测 试 电 缆 与 信 号 测 控 单 元 进 行 连 接, 电 缆 两 端 分 别 连 接 在 测 试 板 卡 被 测 设 备 与 信 号 测 控 单 元 上, 并 由 信 号 测 控 单 元 为 被 测 设 备 供 电 测 试 人 员 通 过 主 控 仿 真 单 元 模 块 发 送 测 试 指 令 及 测 试 数 据,429 仿 真 单 元,422 及 离 散 量 模 拟 量 仿 真 单 元 通 过 网 络 接 收 到 来 自 主 控 仿 真 单 元 模 块 的 指 令 数 据, 进 行 解 析 并 执 行 指 令, 发 送 指 定 数 据, 并 采 集 EFIS 分 系 统 的 反 馈 数 据, 将 其 反 应 在 应 用 界 面 上, 方 便 测 试 人 员 观 察 视 频 发 生 监 控 单 元 独 立 运 行, 当 设 备 上 电 后, 视 频 发 生 监 控 单 元 即 发 送 接 收 LVDS 信 号, 并 将 接 收 到 的 LVDS 信 号 转 换 为 DVI 信 号 在 显 示 器 上 进 行 监 控, 当 DU 不 在 的 时 候, 可 利 用 仿 真 显 示 器 来 模 拟 客 户 的 DU 进 行 测 试, 保 证 测 试 的 完 整 性 结 论 图 5 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 系 统 组 成 图 而 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 由 主 控 仿 真 单 元,429 仿 真 单 元,422 及 离 散 量 模 拟 量 仿 真 单 元, 视 频 发 生 监 控 单 元, 信 号 测 控 单 元 组 成, 其 中 视 频 发 生 监 控 单 元 应 客 户 要 求 增 加 了 仿 真 显 示 器 模 拟 4 个 DU 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 作 为 EFIS 系 统 的 专 用 测 试 设 备, 功 能 及 接 口 设 计 上 既 方 便 用 户 进 行 所 有 功 能 测 试, 又 为 专 业 人 员 修 理 提 供 必 须 的 检 测 端 口 在 仿 真 设 备 的 研 制 过 程 中 重 视 兼 容 性, 互 补 性, 可 移 植 性 和 可 扩 展 性, 提 供 设 备 的 通 用 性, 在 硬 件 功 能 满 足 的 前 提 下 可 以 完 成 更 多 型 号 EFIS 系 统 的 测 试 航 空 分 系 统 EFIS 综 合 功 能 测 试 平 台 的 功 能 设 计 和 研 制 满 足 测 试 需 求 对 测 试 台 的 功 能 要 求, 在 满 足 需 求 的 总 体 要 求 前 提 下, 讲 究 经 济 性, 采 用 合 理 的 系 统 结 构, 合 理 选 用 器 材, 减 少 研 制 费 用 44

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 软 件 测 试 前 沿 技 术 敏 捷 测 试 Agile testing, leading technology of Software testing 文 刘 晓 东 旋 极 信 息 军 工 中 心 软 件 工 程 部 技 术 工 程 师 12 年 参 与 某 大 型 项 目 配 置 项 测 试 工 作, 当 开 发 人 员 完 成 当 前 开 发 项 目 任 务 的 代 码 之 后, 测 试 人 员 开 发 人 员 和 产 品 经 理 一 起 来 预 审 产 品, 产 品 经 理 发 现 界 面 操 作 不 规 整 问 题, 认 为 需 要 对 功 能 进 行 比 较 大 的 修 改 开 发 人 员 估 计 需 要 两 天 时 间 才 能 完 成 功 能 修 改, 但 测 试 人 员 反 对 这 样 做, 我 们 本 来 只 有 五 天 测 试 时 间, 加 上 这 次 新 做 的 功 能 比 较 多 开 发 代 码 质 量 不 高, 验 收 测 试 已 经 很 紧 张 如 果 再 延 迟 两 天, 测 试 没 法 完 成 产 品 经 理 说, 你 们 不 是 在 用 敏 捷 测 试 方 法, 应 该 测 得 很 快, 三 天 应 该 能 完 成 测 试 工 作 啊! 什 么 是 敏 捷 测 试 呢? 敏 捷 测 试 当 然 不 能 简 单 地 理 解 为 测 得 更 快, 绝 对 不 是 比 以 前 用 更 少 时 间 进 行 测 试, 也 不 是 将 测 试 的 范 围 缩 小 了 或 将 质 量 降 低 来 减 少 测 试 任 务 也 有 人 说, 只 有 敏 捷 开 发, 没 有 敏 捷 测 试 下 面 我 们 将 要 讨 论 一 下 : 究 竟 什 么 是 敏 捷 测 试? 敏 捷 测 试 有 哪 些 流 程 改 进? 测 试 人 员 如 何 面 对 敏 捷 测 试 的 挑 战? 在 敏 捷 测 试 中 如 何 制 定 自 动 化 测 试 策 略 1. 什 么 是 敏 捷 测 试 敏 捷 测 试 是 适 应 敏 捷 方 法 而 采 用 的 新 的 测 试 流 程 方 法 和 实 践, 对 传 统 的 测 试 流 程 有 所 剪 裁, 有 不 同 的 侧 重, 例 如 减 少 测 试 计 划 测 试 用 例 设 计 等 工 作 的 比 重, 增 加 与 产 品 设 计 人 员 开 发 人 员 的 交 流 和 协 作 在 敏 捷 测 试 流 程 中, 参 与 单 元 测 试, 关 注 持 续 迭 代 的 新 功 能, 针 对 这 些 新 功 能 进 行 足 够 的 验 收 测 试, 而 对 原 有 功 能 的 回 归 测 试 则 依 赖 于 自 动 化 测 试 由 于 敏 捷 方 法 中 迭 代 周 期 短, 测 试 人 员 尽 早 开 始 测 试, 包 括 及 时 对 需 求 开 发 设 计 的 评 审, 更 重 要 的 是 能 够 及 时 持 续 的 对 软 件 产 品 质 量 进 行 反 馈 简 单 地 说, 敏 捷 测 试 就 是 持 续 地 对 软 件 质 量 问 题 进 行 及 时 地 反 馈, 如 图 1 所 示 图 1 敏 捷 测 试 定 义 的 形 象 描 述 2. 敏 捷 测 试 流 程 的 优 化 在 敏 捷 方 法 中, 需 求 变 化 比 较 快 产 品 开 发 周 期 很 短, 一 个 项 目 通 常 采 用 四 周 时 间, 也 就 是 每 个 月 发 布 一 个 新 版 本 开 发 周 期 短, 功 能 不 断 累 加, 给 软 件 测 试 带 来 很 大 的 挑 战, 软 件 测 试 流 程 要 做 相 应 的 调 整 例 如, 原 有 的 测 试 规 范 明 确 规 定, 首 先 要 建 立 项 目 的 主 测 试 计 划 书, 然 后 再 建 立 每 个 功 能 任 务 的 测 试 45

技 术 前 沿 Technology Trends 46 计 划 书, 测 试 计 划 书 有 严 格 的 模 板, 而 且 需 要 和 产 品 经 理 开 发 人 员 讨 论, 并 和 测 试 团 队 其 他 人 员 讨 论, 最 终 得 到 大 家 的 认 可 和 签 字 才 能 通 过, 仅 测 试 计 划 经 过 起 草 评 审 和 签 发 一 个 完 整 的 周 期 就 需 要 一 个 月 在 敏 捷 方 法 中, 不 再 要 求 写 几 十 页 的 测 试 计 划 书, 而 是 在 每 个 迭 代 周 期, 写 出 一 页 纸 的 测 试 计 划, 将 测 试 要 点 列 出 来 就 可 以 了 在 原 有 测 试 规 范 中, 要 求 先 用 Excel 写 出 测 试 用 例, 然 后 进 行 讨 论 评 审, 评 审 通 过 以 后 再 导 入 测 试 用 例 库 中 在 敏 捷 测 试 中, 可 能 不 需 要 测 试 用 例, 而 是 针 对 Use Case 或 User Story 直 接 进 行 验 证, 并 进 行 探 索 性 测 试 而 节 约 出 来 的 时 间, 用 于 开 发 原 有 功 能 的 自 动 化 测 试 脚 本, 为 回 归 测 试 服 务 自 动 化 测 试 脚 本 将 代 替 测 试 用 例, 成 为 软 件 组 织 的 财 富 原 有 测 试 规 范 还 要 求 进 行 两 轮 回 归 测 试, 在 敏 捷 测 试 中, 只 能 进 行 一 轮 回 归 测 试 综 合 这 些 考 虑, 敏 捷 测 试 的 流 程 简 单 有 效, 如 图 2 所 示 图 2 敏 捷 测 试 流 程 简 要 图 在 敏 捷 测 试 流 程 中, 如 前 所 述, 测 试 是 一 个 持 续 的 质 量 反 馈 过 程, 测 试 中 发 现 的 问 题 要 及 时 反 馈 给 产 品 经 理 和 开 发 人 员, 而 且 某 些 关 键 方 面 也 要 得 到 我 们 足 够 的 关 注, 主 要 有 : 测 试 人 员 不 仅 要 全 程 参 与 需 求 产 品 功 能 设 计 等 讨 论, 而 且 要 面 对 面 地 充 分 地 讨 论, 仅 仅 通 过 邮 件 是 不 够 的 参 与 代 码 复 审, 并 适 当 辅 助 开 发 人 员 进 行 单 元 测 试 在 流 程 中 增 加 一 个 环 节 产 品 走 查 测 试 人 员 和 产 品 经 理 开 发 人 员 等 在 一 起, 从 头 到 尾 将 新 功 能 看 一 遍, 可 直 观 快 速 地 发 现 问 题 3. 新 功 能 的 测 试 和 回 归 测 试 策 略 测 试 任 务 简 单 地 可 分 为 新 功 能 测 试 和 回 归 测 试 在 敏 捷 方 法 中, 针 对 这 两 部 分 的 测 试 建 立 相 应 的 策 略, 以 提 高 测 试 的 效 率, 最 大 限 度 地 降 低 质 量 风 险 新 功 能 测 试 的 策 略 主 要 有 : 不 需 要 测 试 用 例, 直 接 基 于 用 例 和 对 需 求 的 理 解 来 完 成 新 功 能 的 验 证 即 使 要 写 测 试 用 例, 只 要 保 证 各 个 功 能 点 被 覆 盖, 不 要 过 于 详 细 持 续 地 进 行 验 证, 一 旦 某 块 新 代 码 完 成, 就 开 始 验 证, 而 不 是 等 到 所 有 代 码 完 成 后 才 开 始 测 试 这 也 包 括 参 与 到 单 元 测 试 和 集 成 测 试 中 实 施 端 到 端 的 测 试, 确 保 完 整 的 业 务 流 程 的 实 现, 同 时, 也 容 易 发 现 业 务 逻 辑 不 够 清 晰 不 够 合 理 等 各 方 面 的 问 题 阅 读 代 码 来 发 现 问 题, 可 以 和 开 发 人 员 工 作 保 持 同 步, 消 除 测 试 周 期 的 压 力 基 于 经 验, 可 以 实 施 更 多 的 探 索 性 测 试 组 合 交 互 性 测 试 和 用 户 场 景 测 试, 更 有 效 地 发 现 埋 藏 较 深 的 缺 陷 回 归 测 试 是 敏 捷 测 试 中 需 要 面 对 的 难 点 每 次 迭 代 都 会 增 加 新 的 功 能, 一 个 产 品 可 能 会 经 过 十 几 次 甚 至 几 十 次 迭 代, 回 归 测 试 范 围 在 不 断 增 大, 而 每 次 迭 代 周 期 没 变, 可 能 还 是 一 个 月 这 样 验 收 测 试 的 时 间 非 常 有 限, 所 以 回 归 测 试 很 大 程 度 上 依 赖 于 自 动 化 测 试, 因 为 很 难 将 回 归 测 试 控 制 在 非 常 有 限 的 范 围 内 当 然, 还 是 有 些 办 法 可 以 帮 助 我 们 减 少 回 归 测 试 的 范 围, 例 如 : 通 过 执 行 Code Diff 来 了 解 代 码 变 动 的 所 有 地 方, 再 做 代 码 关 联 分 析, 就 可 以 明 确 知 道 要 进 行 哪 些 地 方 的 回 归 测 试, 回 归 测 试 范 围 会 大 大 缩 小 基 于 风 险 和 操 作 面 分 析 来 减 少 回 归 测 试 的 范 围, 例 如 回 归 测 试 只 是 保 证 主 要 功 能 点 没 有 问 题, 而 忽 视 一 些 细 节 的 问 题 持 续 测 试 的 过 程, 只 要 有 时 间, 就 进 行 测 试, 包 括 开 发 人 员 产 品 设 计 人 员 都 参 与 到 日 常 的 试 用 和 测 试 中 来 4. 自 动 化 测 试 策 略 由 于 开 发 周 期 短, 需 求 设 计 等 方 面 沟 通 也 需 要 花 费 很 多 时 间, 没 有 足 够 时 间 开 发 自 动 化 测 试 脚 本, 至 少 对 新 功 能 的 测 试 很 难 实 现 自 动 化 测 试 这 时 候, 就 需 要 正 确 的 策 略 来 提 高 自 动 化 测 试 的 效 益, 如 图 3 所 示, 并 说 明 如 下

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 图 3 自 动 化 测 试 的 策 略 构 建 一 个 灵 活 的 开 放 的 自 动 化 测 试 框 架, 如 基 于 关 键 字 驱 动 的 自 动 化 框 架, 使 测 试 脚 本 的 开 发 简 单 易 行, 脚 本 维 护 也 方 便 针 对 稳 定 的 产 品 特 性 开 发 自 动 化 测 试 脚 本, 也 就 是 针 对 前 期 完 成 的 已 有 功 能 开 发 自 动 化 测 试 的 脚 本, 而 大 部 分 新 功 能 测 试 采 用 手 工 测 试 集 中 精 力 在 单 元 层 次 上 实 现 自 动 化 测 试, 主 要 由 开 发 人 员 实 施, 测 试 人 员 提 供 单 元 测 试 框 架, 并 辅 助 完 成 一 些 所 需 的 基 础 工 作 在 产 品 设 计 编 程 时 就 很 好 地 考 虑 了 自 动 化 测 试 的 需 求, 使 全 面 的 自 动 化 的 底 层 测 试 接 口 测 试 成 为 可 能, 尽 量 避 免 用 户 界 面 的 自 动 化 测 试 良 好 的 IT 基 础 设 施, 包 括 自 动 化 构 建 软 件 包 自 动 化 版 本 验 证 自 动 化 部 署 覆 盖 率 自 动 产 生 等 5. 敏 捷 测 试 工 具 自 动 化 测 试 依 赖 于 测 试 工 具, 目 前 市 场 上 主 流 的 敏 捷 测 试 工 具 有 : QA Framework: 编 码 规 则 检 查 静 态 分 析 数 据 流 分 析 路 径 扫 描 软 件 度 量 工 具 Goanna: 代 码 模 拟 运 行 动 态 运 行 时 缺 陷 检 查 分 析 工 具 Cantata: 单 元 集 成, 根 据 覆 盖 率 标 准 自 动 生 成 测 试 用 例 工 具 McCabe: 基 于 目 标 平 台 的 覆 盖 率 测 试, 配 置 项 测 试 工 具 6. 测 试 人 员 在 敏 捷 方 法 中 的 价 值 在 敏 捷 方 法 中, 开 发 人 员 的 主 导 作 用 更 明 显, 系 统 设 计 编 程 实 现 单 元 测 试 重 构 等 看 似 关 键 的 一 些 任 务 都 落 在 开 发 人 员 身 上, 测 试 人 员 容 易 被 边 缘 化 那 么, 在 敏 捷 方 法 中, 测 试 人 员 的 价 值 又 如 何 体 现 呢? 在 需 求 和 功 能 设 计 讨 论 上, 测 试 人 员 可 以 站 在 客 户 角 度 来 阐 述 自 己 的 观 点, 扮 演 用 户 代 表 角 色, 强 调 用 户 体 验, 真 正 体 现 测 试 人 员 和 开 发 人 员 的 互 补 作 用 测 试 人 员 不 仅 扮 演 用 户 代 表 角 色, 而 且 通 过 需 求 讨 论 代 码 复 审 等 各 种 活 动 及 时 地 提 供 质 量 反 馈, 包 括 代 码 质 量 接 口 一 致 性 等, 保 证 在 产 品 构 造 的 整 个 过 程 中 质 量 受 到 足 够 的 关 注, 以 提 高 质 量 改 进 的 持 续 性 和 可 视 性 测 试 人 员 应 积 极 参 与 单 元 测 试, 即 使 不 参 加 单 元 测 试, 也 应 督 促 开 发 人 员 进 行 单 元 测 试, 确 保 单 元 测 试 达 到 80% 以 上 覆 盖 率, 确 保 开 发 出 具 有 良 好 可 测 试 性 的 代 码 在 敏 捷 方 法 中, 往 往 将 一 个 大 的 系 统 开 发 分 解 成 多 个 小 的 子 系 统, 集 成 测 试 和 端 到 端 测 试 显 得 更 为 重 要, 测 试 人 员 在 这 些 测 试 上 能 发 挥 更 大 的 作 用 产 品 发 布 前, 验 收 测 试 和 回 归 测 试 依 然 不 可 缺 少, 这 更 是 测 试 人 员 的 用 武 之 地 一 个 迭 代 周 期 结 束 后, 对 缺 陷 根 本 原 因 进 行 分 析 总 结 规 律, 帮 助 开 发 人 员 建 立 良 好 的 习 惯, 预 防 缺 陷, 从 根 本 上 提 高 产 品 质 量 理 想 情 况 下, 测 试 人 员 掌 握 设 计 模 式 具 有 很 好 的 编 程 能 力, 可 以 和 开 发 人 员 进 行 角 色 互 换, 如 在 当 前 版 本 开 发 中 担 任 测 试 人 员 角 色, 在 下 一 个 版 本 开 发 中 则 担 任 开 发 人 员 角 色 这 样 双 方 对 不 同 角 色 的 工 作 有 着 更 深 刻 的 认 识, 消 除 沟 通 的 障 碍, 开 发 的 效 率 和 质 量 会 有 进 一 步 的 提 高 7. 总 结 根 据 上 面 的 讨 论 和 实 践, 最 后 针 对 敏 捷 测 试 进 行 一 个 简 单 的 总 结 : 敏 捷 测 试 就 是 持 续 测 试 持 续 反 馈, 扮 演 用 户 代 表 角 色, 确 保 产 品 满 足 客 户 的 需 求 敏 捷 功 能 测 试 = 新 特 性 的 手 工 测 试 + 原 有 功 能 的 自 动 化 测 试 敏 捷 测 试 人 员 和 开 发 人 员 的 区 别 越 来 越 小, 理 想 情 况 下, 敏 捷 方 法 中, 测 试 人 员 和 开 发 人 员 在 不 同 的 迭 代 周 期 可 以 互 换 敏 捷 测 试 流 程 依 据 不 同 的 团 队 特 点 不 同 产 品 的 特 点 而 不 同, 因 地 制 宜, 适 合 才 是 最 好 47

技 术 前 沿 Technology Trends 硬 件 仿 真 系 统 在 图 像 处 理 FPGA 应 用 中 加 速 逻 辑 验 证 Hardware Emulation System Accelerates Logic Verification of Image Processing FPGA Application 文 马 翔 上 海 旋 极 技 术 部 嵌 入 式 产 品 经 理 48 一 图 像 应 用 背 景 和 现 状 图 像 处 理 是 20 世 纪 以 来 快 速 发 展 的 一 项 技 术, 图 像 不 再 是 画 师 手 下 的 作 品, 它 已 经 影 响 着 每 个 人 工 作 生 活 中 的 方 方 面 面, 在 现 代 社 会 中 是 不 可 缺 少 的 基 础 元 素 在 这 短 暂 的 发 展 过 程 中, 数 字 图 像 处 理 的 进 步 是 至 关 重 要 的 图 像 经 过 数 字 化 转 换 后 能 够 以 二 进 制 方 式 保 存 和 表 示 数 字 图 像 与 数 学 计 算 结 合 后 发 展 出 大 量 数 字 图 像 处 理 的 理 论 随 着 电 子 计 算 机 运 算 能 力 的 提 升, 描 述 这 些 理 论 的 算 法 正 逐 步 被 验 证 并 被 广 泛 使 用, 例 如 著 名 的 软 件 Photoshop 数 字 图 像 处 理 技 术 几 乎 可 以 在 所 有 行 业 中 运 用, 技 术 的 革 新 能 够 提 升 生 产 力 现 在 可 以 在 文 献 库 中 搜 索 到 大 量 与 图 像 处 理 相 关 的 论 文 期 刊, 应 用 领 域 覆 盖 了 各 行 各 业 数 字 图 像 处 理 这 一 概 念 在 期 刊 论 文 这 些 年 一 直 很 火, 大 量 的 毕 业 生 研 究 生 的 课 题 与 图 像 处 理 有 关 由 于 图 像 理 论 相 对 超 前, 很 多 已 经 数 学 证 明 并 被 公 认 的 理 论 还 不 能 被 运 用 到 实 际, 因 此 研 究 者 们 很 多 的 努 力 在 于 将 成 熟 的 图 像 理 论 运 用 到 实 际 应 用 中 目 前, 数 字 图 像 处 理 理 论 运 用 到 现 实 中 的 主 要 困 难 不 是 理 论 研 究 而 是 实 现 方 式 相 对 于 实 验 室 计 算 机 环 境, 应 用 场 景 一 般 对 处 理 图 像 都 会 有 较 为 苛 刻 的 要 求, 包 括 时 间 限 制 内 存 容 量 限 制 可 靠 性 等 鉴 于 实 际 数 字 计 算 能 力 在 不 同 场 景 的 不 足, 包 括 服 务 器 环 境 嵌 入 式 环 境, 计 算 速 度 和 内 存 容 量, 大 量 成 熟 的 数 字 图 像 处 理 算 法 仍 停 留 在 算 法 描 述 软 仿 真 实 现 桌 面 软 件 的 阶 段 为 了 规 避 计 算 能 力 不 足 的 问 题, 一 直 以 来 的 改 进 方 法 可 归 纳 为 三 种 :(1) 降 指 标 降 功 能 (2) 改 进 为 专 用 算 法 (3) 提 升 计 算 平 台 目 前 提 升 计 算 能 力 的 平 台 有 :GPU 多 核 DSP 以 及 FPGA 这 方 面 与 信 号 处 理 的 计 算 平 台 是 一 致 的 二 FPGA 在 图 像 应 用 中 的 角 色 FPGA 是 发 展 迅 速 的 一 支 可 编 程 芯 片 在 图 像 计 算 领 域,FPGA 多 核 DSP 以 及 GPU 因 为 各 自 的 特 点 不 同, 分 别 被 用 于 图 像 处 理, 以 及 信 号 处 理, 的 不 同 阶 段, 或 者 应 用 领 域 FPGA 更 接 近 电 路, 所 在 的 层 次 低, 开 发 难 度 大 同 时 可 定 制 性 强 ;GPU 更 接 近 应 用 软 件, 所 在

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 的 层 次 高, 开 发 难 度 小, 通 过 高 度 抽 象 的 函 数 调 用 实 现 功 能 多 核 DSP 介 于 两 者 之 间 因 此 在 图 像 信 号 处 理 中, 三 种 处 理 器 一 般 按 下 图 方 式 放 置 在 数 据 流 上 图 片 摘 自 Bittware FPGA 的 可 编 程 性 可 达 到 寄 存 器 级 和 门 级, 因 此 非 标 准 的 对 图 像 抽 象 较 低 的 需 求 更 佳 适 合 FPGA 实 现, 相 反 适 合 GPU 和 DSP 处 理 考 虑 到 FPGA 开 发 调 试 周 期 长, 在 FPGA 上 开 发 图 像 处 理 算 法 一 般 不 直 接 在 FPGA 上 做, 而 是 在 软 件 环 境 上 开 发 因 为 图 像 算 法 一 定 会 大 量 使 用 循 环 或 迭 代 的 操 作, 因 此 开 发 的 算 法 必 须 容 易 在 该 FPGA 上 实 现 软 件 验 证 后 算 法 再 逐 步 改 用 HDL 描 述 实 现 和 测 试 三 FPGA 逻 辑 的 常 规 测 试 验 证 方 法 图 像 处 理 算 法 及 其 实 现 的 测 试 验 证 可 分 为 三 个 阶 段 : (1) 软 件 描 述 的 软 件 仿 真 这 一 阶 段 的 测 试 主 要 考 虑 算 法 的 正 确 性, 算 法 使 用 软 件 抽 象 描 述 并 软 仿 真, 一 般 如 Matlab C 等 为 了 使 开 发 的 算 法 容 易 被 移 植 到 FPGA 上, 一 般 不 采 用 较 为 抽 象 的 库 函 数 来 描 述 需 要 实 现 的 功 能 此 时 的 仿 真 速 度 相 对 较 快, 能 够 对 算 法 进 行 较 为 完 备 的 测 试, 一 般 会 送 入 大 量 测 试 图 样 本 (2) 硬 件 描 述 的 软 件 仿 真 硬 件 描 述 是 将 软 件 描 述 的 逻 辑 以 HDL 语 言 重 写, 并 在 动 态 仿 真 工 具 上 验 证, 例 如 VCS Modelsim 等 改 写 为 硬 件 描 述 的 过 程 中 设 计 师 将 更 加 细 化 设 计, 也 容 易 引 入 错 误 这 一 阶 段 必 须 对 模 块 和 顶 层 都 进 行 测 试 验 证 虽 然 能 够 查 看 所 有 变 量 及 其 波 形, 但 仿 真 速 度 远 不 及 上 一 阶 段, 在 仿 真 器 下 只 能 对 少 量 有 代 表 性 的 图 样 本 进 行 测 试 (3) 硬 件 实 测 与 动 态 仿 真 比 起 来, 综 合 + 布 局 布 线 + 下 载 的 过 程 花 费 的 时 间 相 对 少 些 硬 件 实 测 是 最 直 观 实 际, 但 不 可 调 试 的 与 应 用 于 控 制 逻 辑 和 地 址 译 码 的 小 FPGA 不 同, 图 像 处 理 在 FPGA 内 经 过 复 杂 的 运 算 - 存 储 - 运 算 的 过 程, 但 调 试 时 却 要 将 整 片 FPGA 理 解 为 黑 盒 目 前 硬 件 实 测 情 况 下 的 调 试 手 段 可 以 归 纳 为 三 种 : 1. 使 用 ChipScope SignalTap Identify 等 工 具 插 入 测 试 逻 辑, 再 利 用 片 内 存 储 器 保 存 有 限 的 波 形, 特 别 是 Identify 可 以 在 源 码 上 调 试 这 一 方 法 使 用 较 多, 但 每 次 可 捕 获 的 时 间 信 号 的 范 围 很 少, 对 于 整 帧 图 像 的 完 整 处 理 的 调 试 时 很 困 难 的 2. 使 用 逻 辑 分 析 仪 在 FPGA 引 脚 上 采 样, 将 采 样 数 据 保 存 在 逻 辑 分 析 仪 内 的 内 存 模 块 后 再 分 析 这 一 方 法 需 要 设 定 启 动 采 样 的 触 发 条 件, 如 需 采 样 内 部 信 号 需 事 先 连 接 到 空 闲 引 脚 上 一 般 图 像 处 理 应 用 占 用 的 引 脚 会 很 多 另 外, 逻 辑 分 析 仪 安 装 设 置 复 杂 主 机 和 内 存 模 块 昂 贵, 存 储 深 度 还 很 有 限 3. 通 过 修 改 设 计 和 编 写 用 于 测 试 的 替 换 模 块 的 方 法 进 程 测 试 这 一 方 法 不 需 要 工 具, 但 需 要 额 外 的 开 发 量 对 于 图 像 应 用 来 说, 在 FPGA 内 实 现 较 为 复 杂 的 测 试 激 励 模 块 是 很 困 难 的 ; 将 算 法 切 割 后 加 入 激 励 也 是 很 苦 难 的 四 图 像 应 用 中 常 规 测 试 验 证 方 法 的 不 足 常 用 的 FPGA 设 计 的 测 试 验 证 方 法 在 图 像 算 法 应 用 存 在 的 问 题 在 于 : 当 算 法 由 硬 件 语 言 描 述 后, 动 态 仿 真 不 能 像 算 法 软 仿 真 一 样 对 设 计 进 行 完 备 的 测 试 验 证, 将 这 些 测 试 工 作 推 迟 到 硬 件 实 测 中 进 行 在 硬 件 实 测 中, 无 论 哪 种 方 式 都 不 能 对 FPGA 芯 片 像 白 盒 调 试 一 样 观 察 芯 片 内 各 信 号 的 情 况 虽 然 借 助 工 具 或 自 定 义 接 口 能 够 观 察 一 些 信 号 的 一 段 时 间 内 的 波 形, 但 相 对 于 一 帧 图 像 的 数 据 量 和 时 间 跨 度 来 说, 是 很 小 的 在 算 法 的 中 间 阶 段, 算 法 已 经 将 图 像 的 像 素 数 据 计 算 为 中 间 数 据, 而 整 个 图 像 过 程 中 中 间 数 据 的 特 征 可 能 及 其 相 似, 此 时 很 难 判 断 截 取 的 波 形 数 据 的 含 义 不 能 实 时 地 修 改 信 号 值 降 低 了 调 试 效 率 每 一 次 尝 试 性 的 修 改 都 将 重 新 综 合 布 局 布 线 和 下 载 设 计, 而 且 不 能 保 存 状 态 五 硬 件 仿 真 系 统 在 测 试 验 证 流 程 中 的 角 色 和 特 征 硬 件 仿 真 系 统 在 ASIC 作 为 原 型 验 证 使 用, 鉴 于 FPGA 规 模 已 经 很 大, 近 年 来 FPGA 设 计 也 可 使 用 硬 件 仿 49

技 术 前 沿 Technology Trends 真 系 统 加 速 动 态 仿 真 硬 件 仿 真 系 统 实 际 是 多 片 较 大 容 量 的 FPGA 的 互 连 的 硬 件 板 卡, 它 与 运 行 动 态 仿 真 工 具 的 计 算 机 高 速 连 接 并 通 信, 如 下 图 所 示 : 此 时 将 被 测 设 计 以 及 测 试 平 台 和 激 励 分 为 两 部 分 将 不 可 综 合 和 需 要 大 量 调 试 的 部 分 放 在 动 态 仿 真 器 上 运 行, 将 IP 核 可 综 合 的 设 计 次 要 关 心 的 设 计 放 在 硬 件 仿 真 系 统 上 运 行 两 个 部 分 之 间 的 交 互 应 尽 量 地 小, 因 此 也 可 以 将 所 有 内 容 均 放 入 到 硬 件 仿 真 系 统 中 运 行 来 做 到 最 大 仿 真 速 度 硬 件 仿 真 板 上 的 FPGA 芯 片 虽 然 选 用 较 大 容 量 的, 但 一 片 是 不 够 用 的 经 常 使 用 多 片 FPGA 组 合 完 成 与 调 试 有 关 的 逻 辑 一 般 放 在 独 立 的 一 片 FPGA 内, 实 现 断 点 监 视 设 值 下 载 波 形 甚 至 更 复 杂 的 操 作 硬 件 仿 真 系 统 以 硬 件 方 式 加 速 动 态 仿 真, 可 以 填 补 硬 件 实 测 的 实 时 性 和 动 态 仿 真 的 调 试 性 之 间 的 空 白 六 运 用 Zebu 对 图 像 处 理 FPGA 应 用 加 速 逻 辑 验 证 为 了 加 速 某 一 图 像 处 理 FPGA 设 计 的 仿 真, 这 里 使 用 Zebu 作 为 硬 件 仿 真 系 统 ( 包 含 了 综 合 和 布 局 布 线 工 具 ),VCS 作 为 动 态 仿 真 工 具,Verdi 作 为 波 形 查 看 工 具, 组 成 完 整 的 工 具 链 从 动 态 仿 真 转 到 硬 件 仿 真 系 统 需 要 做 以 下 准 备 工 作 : (1) 为 了 达 到 最 大 效 率, 这 里 将 测 试 平 台 改 写 为 可 综 合 的 (2) 作 为 测 试 激 励 的 被 测 图 转 为 二 进 制 指 定 到 测 试 平 台 的 存 储 模 块 上 (3) 将 测 试 平 台 和 设 计 中 的 存 储 模 块 用 Zebu 重 新 生 成 (4) 指 定 需 要 下 载 波 形 的 信 号 集 合 (5) 使 用 Zebu 自 带 的 快 速 多 核 综 合 工 具 进 行 综 合,Zebu 会 调 用 Xilinx 的 布 局 布 线 器 自 动 完 成 或 者 报 错 退 回 修 改 上 图 为 摘 自 Zebu(Synopsys 公 司 ) 技 术 手 册, zcui 图 形 软 件 中 读 入 了 RTL 设 计 DVE 文 件 存 储 器 描 述 文 件 等 资 料, 调 用 了 多 个 zxxxx 的 工 具 以 及 来 自 Xilinx 的 布 局 布 线 工 具, 完 成 后 产 生 运 行 时 数 据 库 完 成 工 程 准 备 后, 启 动 Zebu 的 运 行 工 具 连 接 上 硬 件 设 备, 此 时 可 以 做 进 行 的 操 作 有 : (1) 设 置 查 看 信 号 (2) 启 动 暂 停 结 束 设 计 的 运 行 (3) 启 动 暂 停 波 形 记 录 (4) 下 载 波 形 到 本 地 (5) 等 其 他 操 作 当 一 张 图 像 的 激 励 输 入 结 束 后, 暂 停 设 计 并 加 载 另 一 张 图 像, 这 样 模 拟 了 两 张 图 像 连 续 激 励 的 场 景 为 了 完 整 观 察 图 像 处 理 设 计 的 操 作, 这 里 选 择 了 大 量 的 寄 存 器 信 号 ( 因 为 线 信 号 值 可 以 由 寄 存 器 值 推 算 出 ) 来 下 载, 下 载 的 时 间 也 很 长, 因 此 波 形 文 件 非 常 大 Zebu 能 将 波 形 转 换 为 vcd 和 fsdb 的 格 式, 其 中 fsdb 正 是 Verdi 使 用 的 格 式 对 于 大 波 形 文 件 的 调 试, Verdi 是 再 合 适 不 过 的 了 七 结 论 由 于 硬 件 仿 真 系 统 的 介 入, 使 动 态 仿 真 阶 段 在 较 短 时 间 内 获 得 了 完 整 信 号 的 仿 真 持 续 时 间 长 的 波 形 文 件 使 用 Verdi 对 该 文 件 进 行 调 试 分 析, 能 够 避 免 图 像 处 理 FPGA 设 计 测 试 不 足 和 可 调 试 性 差 的 问 题 通 过 这 一 级 仿 真 调 试, 再 通 过 时 序 分 析, 硬 件 实 测 的 调 试 工 作 量 将 有 效 减 少 50

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 Aviation software data stimulate test system 文 房 坤 上 海 旋 极 技 术 部 测 控 产 品 技 术 工 程 师 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 通 过 成 熟 的 硬 件 模 块 (AFDX/ARINC664,CAN,A429) 完 成 总 线 数 据 通 信 网 络 构 建, 并 能 够 完 成 数 据 激 励 数 据 采 集 及 故 障 信 号 的 注 入 实 现 宿 主 机 环 境 下 模 型 级 测 试 宿 主 机 环 境 下 软 件 集 成 测 试 和 目 标 机 环 境 下 软 件 与 硬 件 集 成 测 试 与 验 证, 通 过 此 测 试 环 境 在 不 需 要 修 改 脚 本 的 情 况 下 完 成 三 个 阶 段 的 验 证 和 测 试, 并 能 够 搭 建 相 关 总 线 的 故 障 注 入 测 试 数 据 激 励 环 境, 方 便 客 户 在 产 品 开 发 测 试 生 产 阶 段 对 航 空 总 线 接 口 功 能 进 行 激 励 测 试, 可 在 系 统 联 调 之 前 对 产 品 进 行 充 分 的 测 试, 缩 短 研 制 生 产 周 期, 提 高 经 济 效 益 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 提 供 统 一 的 用 户 界 面 实 现 以 下 功 能 : 解 析 测 试 脚 本 发 出 测 试 命 令 监 视 和 控 制 总 线 通 信 板 卡 (AFDX,CAN,A429) 产 生 和 显 示 日 志 文 件, 留 下 测 试 证 据 并 便 于 测 试 问 题 的 分 析 用 户 自 定 义 总 线 数 据 结 构 和 消 息 收 发 方 式 51

技 术 前 沿 Technology Trends 2. 系 统 设 计 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 包 括 线 下 和 线 上 两 部 分 : 线 下 操 作 是 指 使 用 编 辑 器 定 义 总 线 成 员 和 总 线 消 息 以 及 消 息 收 发 方 式 ; 线 上 操 作 主 要 基 于 虚 拟 集 成 仿 真 协 议, 各 总 线 成 员 连 接 数 据 总 线 并 相 互 通 信 另 外, 虚 拟 集 成 环 境 还 支 持 机 载 硬 件 在 环, 数 据 总 线 的 消 息 可 以 通 过 硬 件 IO 驱 动 转 换 为 AFDX/CAN/A429 电 信 号, 并 与 UUT 进 行 通 信 6) 故 障 注 入 分 系 统 : 故 障 注 入 系 统 将 故 障 信 号 以 串 行 的 方 式 接 入 到 正 常 通 讯 的 传 输 线 路 中, 通 过 协 议 层 故 障 信 号 注 入 模 拟 CAN 总 线 ARINC429 总 线 和 ARINC664 总 线 通 讯 的 故 障, 提 供 进 行 观 察 记 录 和 分 析 的 能 力, 可 以 从 物 理 线 路 上 提 取 通 讯 数 据 对 目 标 信 号 进 行 观 察 存 储 和 回 放 并 进 行 分 析 2.2 系 统 逻 辑 结 构 系 统 中 各 分 系 统 之 间 数 据 流 图 如 下 : 2.1 系 统 逻 辑 结 构 图 1 系 统 逻 辑 结 构 图 52 1) 总 线 配 置 分 系 统 : 使 用 配 置 编 辑 器 可 以 创 建 总 线 配 置 数 据 这 些 配 置 信 息 可 以 从 飞 机 ICD 数 据 库 提 取, 是 后 续 模 拟 软 件 单 元 开 发 测 试 脚 本 开 发 板 卡 行 为 操 作 和 测 试 结 果 输 出 格 式 的 重 要 依 据 2) 总 线 控 制 分 系 统 : 总 线 控 制 器 是 一 个 Win32 的 图 形 用 户 界 面 程 序, 能 够 监 控 任 意 已 定 义 总 线 成 员 的 状 态 控 制 器 读 取 用 于 构 建 数 据 总 线 的 MDF 文 件, 向 总 线 成 员 发 送 健 康 信 息, 并 显 示 每 个 成 员 的 当 前 状 态 用 户 可 通 过 命 令 发 生 器 选 择 需 要 运 行 的 测 试 脚 本, 需 要 挂 载 的 模 拟 软 件 单 元 等 3) 数 据 激 励 发 生 分 系 统 : 命 令 发 生 器 提 供 统 一 的 用 户 操 作 界 面, 作 为 脚 本 接 口 支 持 测 试 脚 本 输 入 4) 总 线 成 员 模 拟 分 系 统 : 模 拟 软 件 单 元 是 一 种 模 拟 特 定 飞 机 或 飞 机 部 件 功 能 的 总 线 成 员 与 其 他 总 线 成 员 相 同, 编 译 模 拟 软 件 单 元 之 前, 需 要 添 加 VISP. h 和 VISP.cpp 文 件 以 及 总 线 配 置 代 码 编 译 后 的 模 拟 软 件 单 元 会 自 动 连 接 数 据 总 线, 并 能 够 执 行 数 据 操 作 5) 硬 件 IO 驱 动 分 系 统 : 硬 件 IO 驱 动 是 作 为 真 实 硬 件 与 数 据 总 线 的 中 间 层, 数 据 总 线 的 消 息 经 过 硬 件 IO 驱 动 打 包, 分 片 发 送 给 真 实 硬 件 ; 真 实 硬 件 的 消 息 通 过 硬 件 IO 驱 动 集 成, 解 包 在 放 入 到 数 据 总 线 中 从 而 实 现 虚 拟 设 备 与 真 实 设 备 的 无 缝 连 接 图 2 系 统 数 据 流 图 测 试 人 员 根 据 需 求 设 计 相 应 的 测 试 程 序, 作 为 机 载 软 件 数 据 激 励 环 境 的 输 入 测 试 人 员 预 先 运 行 总 线 配 置 分 系 统, 使 用 配 置 编 辑 器 创 建 总 线 配 置 数 据, 这 些 配 置 信 息 可 以 从 飞 机 ICD 数 据 库 提 取, 消 息 定 义 格 式 (MDF) 文 件 定 义 了 总 线 成 员 间 传 递 的 数 据 消 息 和 规 定 了 每 个 总 线 成 员 收 发 消 息 的 类 型 总 线 控 制 分 系 统 能 够 监 控 任 意 已 定 义 总 线 成 员 的 状 态, 读 取 MDF 文 件, 向 总 线 成 员 发 送 健 康 信 息, 并 显 示 每 个 成 员 的 当 前 状 态 数 据 激 励 发 生 分 系 统 作 为 脚 本 接 口, 支 持 测 试 脚 本 输 入 总 线 成 员 模 拟 分 系 统 是 一 种 模 拟 特 定 飞 机 或 飞 机 部 件 功 能 的 总 线 成 员 添 加 VISP.h 和 VISP.cpp 文 件 以 及 总 线 配 置 代 码 后, 并 进 行 编 译, 模 拟 软 件 单 元 会 自 动 连 接 数 据 总 线, 并 能 够 执 行 数 据 操 作 硬 件 IO 驱 动 分 系 统 是 作 为 真 实 硬 件 与 数 据 总 线 的 中 间 层, 数 据 总 线 的 消 息 经 过 硬 件 IO 驱 动 打 包, 分 片 发 送 给 真 实 硬 件 ; 真 实 硬 件 的 消 息 通 过 硬 件 IO 驱 动 集 成, 解 包 在 放 入 到 数 据 总 线 中 从 而 实 现 虚 拟 设 备 与 真 实 设 备 的 无 缝 连 接

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 故 障 注 入 分 系 统 将 故 障 信 号 以 串 行 的 方 式 接 入 到 正 常 通 讯 的 传 输 线 路 中, 通 过 协 议 层 故 障 信 号 注 入 模 拟 各 总 线 通 讯 的 故 障 以 太 网 交 换 机 等 各 类 硬 件 设 备 系 统 组 成 图 如 下 : 2.3 系 统 运 行 时 序 设 计 总 线 配 置 分 系 统 是 线 下 操 作, 可 以 定 义 有 特 定 格 式 的 总 线 配 置 文 件 总 线 控 制 分 系 统 通 过 加 载 该 总 线 配 置 文 件 来 监 控 总 线 成 员 健 康 状 态 而 且, 该 总 线 配 置 文 件 还 可 以 转 换 生 成 总 线 配 置 代 码, 为 总 线 成 员 模 拟 分 系 统 和 硬 件 IO 驱 动 分 系 统 提 供 访 问 数 据 总 线 的 IO 接 口 最 后, 总 线 配 置 文 件 还 是 编 辑 测 试 脚 本 的 重 要 依 据 对 于 系 统 运 行 时 操 作, 见 下 图 测 试 激 励 时 序 图 图 4 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 组 成 图 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 部 署 完 毕 之 后, 测 试 人 员 连 接 好 各 个 设 备 和 UUT, 即 可 进 行 测 试 故 障 注 入 和 测 试 管 理 等 活 动 测 试 人 员 根 据 测 试 任 务 ICD 文 件 创 建 MDF 文 件, 并 根 据 测 试 任 务 编 写 测 试 脚 本 此 时 利 用 总 线 配 置 分 系 统 生 成 激 励 数 据 定 义, 并 通 过 总 线 控 制 分 系 统 将 定 义 好 的 总 线 信 息 传 递 给 IO 驱 动 分 系 统, 硬 件 设 备 进 行 驱 动, 数 据 发 生 分 系 统 将 脚 本 定 义 的 总 线 数 据 通 过 IO 驱 动 分 系 统 发 送 出 去 传 递 给 被 测 目 标, 或 产 生 故 障 信 号 发 送 给 被 测 目 标 4. 总 结 3. 应 用 实 例 图 3 测 试 激 励 时 序 图 下 面 是 中 国 商 飞 某 项 目 中 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 应 用 案 例 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 采 用 模 块 化 设 计, 可 根 据 客 户 的 不 同 需 求 来 进 行 功 能 模 块 的 定 制, 此 套 系 统 由 三 套 19 寸 防 尘 防 静 电 标 准 德 国 威 图 机 柜 安 放 数 据 激 励 设 备 故 障 注 入 模 拟 测 试 设 备 和 具 有 静 态 路 由 的 商 用 航 空 软 件 数 据 激 励 测 试 系 统 是 一 种 模 块 化 设 计, 可 根 据 不 同 需 求 灵 活 配 置 的 数 据 激 励 测 试 系 统 可 根 据 测 试 需 求 根 据 不 同 的 航 空 ICD 文 件 对 测 试 项 进 行 灵 活 配 置, 通 过 脚 本 实 现 自 动 化 测 试, 可 以 实 现 宿 主 机 环 境 下 模 型 级 测 试 宿 主 机 环 境 下 软 件 集 成 测 试 和 目 标 机 环 境 下 软 件 与 硬 件 集 成 测 试 与 验 证, 通 过 此 测 试 环 境 在 不 需 要 修 改 脚 本 的 情 况 下 完 成 三 个 阶 段 的 验 证 和 测 试, 缩 短 产 品 研 制 周 期, 提 高 工 作 效 率 及 社 会 经 济 效 益 53

技 术 前 沿 Technology Trends GJB8114 C/C++ 语 言 编 程 安 全 子 集 的 提 出 和 改 进 Improvement of GJB8114 C/C++ safety standard 文 周 琳 旋 极 信 息 军 工 中 心 软 件 工 程 部 技 术 工 程 师 54 代 码 规 则 审 查 是 最 早 可 以 开 展 的 测 试 活 动, 在 开 发 过 程 中 可 以 通 过 开 评 审 会 的 形 式 开 展 代 码 审 查 主 要 检 查 代 码 和 设 计 的 一 致 性, 代 码 对 标 准 的 遵 循 可 读 性, 代 码 的 逻 辑 表 达 的 正 确 性, 代 码 结 构 的 合 理 性 等 方 面 ; 可 以 发 现 违 背 程 序 编 写 标 准 的 问 题, 程 序 中 不 安 全 不 明 确 和 模 糊 的 部 分, 找 出 程 序 中 不 可 移 植 部 分 违 背 程 序 编 程 风 格 的 问 题, 包 括 变 量 检 查 命 名 和 类 型 审 查 程 序 逻 辑 审 查 程 序 语 法 检 查 和 程 序 结 构 检 查 等 内 容 根 据 实 际 经 验, 代 码 规 则 审 查 比 动 态 测 试 更 有 效 率, 能 快 速 找 到 缺 陷, 发 现 30%~70% 的 逻 辑 设 计 和 编 码 缺 陷 ; 代 码 审 查 看 到 的 是 问 题 本 身 而 非 征 兆 但 是 代 码 审 查 非 常 耗 费 时 间, 而 且 代 码 审 查 需 要 知 识 和 经 验 的 积 累 2013 年 7 月 10 日, 中 国 人 民 解 放 军 总 装 备 部 发 布 了 中 华 人 民 共 和 国 国 家 军 用 标 准 GJB8114, 全 称 为 GJB8114-2013 C/C++ 语 言 编 程 安 全 子 集, 提 出 软 件 编 程 标 准, 以 提 高 国 家 军 用 软 件 的 安 全 性, 并 作 为 静 态 规 则 检 查 的 依 据 GJB8114 的 提 出 源 于 2005 年 发 布 的 GJB5369, 全 称 为 GJB5359-2005 航 天 型 号 软 件 C 语 言 安 全 子 集 是 航 天 领 域 嵌 入 式 C 语 言 的 编 程 标 准, GJB8114 对 原 有 的 规 则 进 行 了 大 幅 度 的 升 级 和 扩 充 由 于 我 国 的 军 用 嵌 入 式 软 件 通 常 是 采 用 C 或 C++ 语 言 编 写, 而 作 为 行 业 标 准 GJB5369 中 只 提 到 对 航 天 领 域 C 语 言 的 编 程 规 范 要 求, 而 在 GJB8114 中, 扩 展 了 应 用 场 景, 适 用 于 所 有 军 用 软 件 开 发, 同 时 明 确 的 提 出 了 C 语 言 的 编 程 规 范 和 C++ 语 言 的 编 程 规 范 内 容, 即 标 准 中 的 第 5 章 规 定 C 和 C++ 语 言 编 程 时 应 该 遵 守 的 共 同 准 则, 第 6 章 规 定 C++ 语 言 编 程 时 应 遵 守 的 专 用 准 则, 其 中 C 和 C++ 共 用 的 强 制 准 则 共 124 条,C++ 专 用 的 强 制 准 则 28 条,C 和 C++ 共 用 的 建 议 准 则 41 条,C++ 专 用 的 建 议 准 则 11 条 标 准 中 每 条 准 则 采 取 固 定 格 式 描 述, 并 给 出 违 背 和 遵 循 正 反 两 个 示 例, 以 供 参 照 一 般 的 准 则 描 述 如 下 : 准 则 R-1-6-14 缓 存 区 读 取 操 作 禁 止 越 界 违 背 示 例 : #include <string.h>

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 int main(void) { int src[2] = {1,2}; int des[4] = {0,0,0,0}; memcpy(des, src, sizeof(des)); // 违 背 1 return (0); } 遵 循 示 例 : #include <string.h> int main(void) { int src[2] = {1,2}; int des[4] = {0,0,0,0}; memcpy(des, src, sizeof(src)); // 遵 循 1 return (0); } 图 1 GJB5369 模 块 大 量 数 据 表 明, 软 件 存 在 的 问 题 或 隐 患 很 大 部 分 根 源 在 于 没 有 遵 守 编 程 标 准 编 程 标 准 的 落 实, 一 方 面 可 以 使 代 码 开 发 人 员 在 编 程 过 程 中 遵 守 规 则, 从 而 保 证 代 码 的 可 理 解 性 和 可 维 护 性 ; 另 一 方 面 也 可 以 让 测 试 人 员 按 照 规 则 来 检 查 代 码, 及 时 发 现 代 码 问 题 例 如, 航 天 软 件 测 评 中 心 作 为 我 国 权 威 的 第 三 方 评 测 机 构, 在 测 试 过 程 中 严 格 按 照 GJB8114 的 规 则 进 行 检 测, 不 但 可 以 在 评 测 体 系 内 保 证 代 码 规 则 的 一 致 性, 还 可 以 在 全 军 体 系 内 实 施 推 动 软 件 标 准 化, 落 实 提 高 软 件 的 可 维 护 性 和 可 靠 性, 增 强 我 国 军 用 软 件 质 量 鉴 于 传 统 的 代 码 规 则 检 查 需 要 靠 测 试 人 员 来 重 新 理 解 代 码 时 间 和 资 源 有 限 对 代 码 规 则 检 查 不 重 视 等 种 种 原 因, 所 以 需 要 自 动 化 的 工 具 来 实 现 对 代 码 进 行 规 则 检 查 综 合 对 规 则 定 义 的 理 解 规 则 定 制 检 查 速 度 漏 报 误 报 操 作 方 便 等 因 素 的 考 察, 推 荐 使 用 PRQA 公 司 的 QAFramework 产 品 进 行 自 动 化 的 代 码 规 则 检 查 PRQA 公 司 是 MISRA 协 会 的 创 始 成 员 之 一, 深 刻 理 解 MISRA 规 则, 旋 极 公 司 在 2005 年 就 推 出 了 QAFramework 针 对 GJB5369 的 配 置 包 ( 见 图 1), 随 着 GJB8114 的 实 施 也 推 出 GJB8114 的 配 置 包 ( 见 图 2), 完 全 支 持 国 内 军 用 标 准 和 嵌 入 式 C/ C++ 语 言 MISRA 编 程 规 范 图 2 GJB8114 模 块 GJB5369 在 国 内 的 军 工 行 业 ( 包 括 军 队 航 天 航 空 船 舶 兵 器 ) 已 经 广 泛 应 用 许 多 单 位 已 经 购 置 并 且 搭 建 了 代 码 规 则 检 查 的 平 台, 如 航 天 三 院 航 天 五 院, 其 中 航 天 五 院 就 参 照 了 GJB5369 和 MISRA 标 准 的 内 容 定 制 了 适 合 系 统 内 部 的 代 码 规 则 院 标, 推 广 到 下 属 的 各 个 研 究 所 中 随 着 新 版 GJB8114 的 推 出 会 有 更 好 的 支 持, 为 提 升 我 国 军 用 软 件 质 量 贡 献 力 量 55

技 术 前 沿 Technology Trends 控 制 系 统 中 的 PLC 系 统 综 合 测 试 技 术 Test technology of PLC in embedded control system 文 雷 宇 旋 极 信 息 军 工 中 心 系 统 集 成 部 系 统 集 成 组 主 管 随 着 国 内 工 业 化 与 信 息 化 的 逐 步 推 进, 国 家 正 在 从 战 略 层 面 实 施 信 息 化 与 工 业 化 融 合 的 两 化 融 合 战 略 ; 国 外, 尤 其 是 德 国 推 出 高 技 术 战 略 2020, 提 出 并 开 始 实 施 工 业 4.0 计 划, 并 将 其 提 升 为 国 家 战 略 由 此 看 出, 两 化 融 合 是 当 下 时 代 发 展 的 必 然 趋 势 两 化 融 合 的 灵 魂 是 工 业 自 动 化, 而 工 业 自 动 化 的 核 心 就 是 工 业 控 制 技 术, 随 着 工 业 控 制 技 术 发 展, 传 统 的 控 制 系 统 正 经 历 着 一 场 前 所 未 有 的 变 革 控 制 系 统 正 在 向 智 能 化 网 络 化 和 集 成 化 方 向 发 展 1.PLC 在 工 业 控 制 系 统 中 的 重 要 性 2.PLC 设 备 在 测 试 方 面 面 临 的 一 些 问 题 56 在 自 动 化 的 工 业 生 产 设 备 中, 有 大 量 设 备, 例 如 电 机 和 电 磁 阀 的 开 闭, 产 品 的 计 数 温 度 压 力 流 量 等 参 数, 需 要 控 制 器 进 行 控 制 和 测 量 可 编 程 逻 辑 控 制 器 (PLC) 是 一 种 以 计 算 机 为 基 础 的 工 业 控 制 装 置 PLC 将 计 算 机 技 术 自 动 控 制 技 术 和 通 讯 技 术 融 为 一 体, 成 为 实 现 单 机 车 间 工 厂 自 动 化 的 核 心 设 备, 其 具 有 可 靠 性 高 抗 干 扰 能 力 强 组 合 灵 活 编 程 简 单 维 修 方 便 等 诸 多 优 点 随 着 技 术 的 进 步, 其 控 制 功 能 由 简 单 的 逻 辑 控 制 顺 序 控 制 发 展 为 复 杂 的 连 续 控 制 和 过 程 控 制, 成 为 自 动 化 领 域 的 三 大 技 术 支 柱 目 前, 它 的 应 用 几 乎 覆 盖 了 所 有 工 业 领 域, 包 括 石 化 冶 金 电 力 建 筑 交 通 核 能 等 行 业 虽 然 PLC 以 高 可 靠 性 而 著 称, 但 这 主 要 体 现 在 硬 件 和 系 统 软 件 方 面 事 实 上,PLC 可 编 程 的 特 性 在 增 加 其 维 护 的 方 便 性 和 对 不 同 系 统 适 应 能 力 的 同 时, 也 为 程 序 缺 陷 的 引 入 提 供 了 途 径 PLC 在 早 期, 由 于 PLC 功 能 有 限, 程 序 的 规 模 小 且 复 杂 性 也 不 高, 程 序 测 试 与 验 证 的 问 题 并 不 十 分 严 重 后 来, 为 了 弥 补 这 个 不 足, 各 PLC 厂 家 陆 续 开 发 了 一 些 仿 真 软 件 或 模 拟 软 件 然 而, 这 些 工 具 仍 基 本 以 手 动 设 置 输 入 数 据 的 方 式 为 主, 不 仅 自 动 化 能 力 比 较 差, 无 法 得 出 测 试 覆 盖 率 等 指 标 随 着 PLC 的 的 功 能 和 性 能 日 趋 复 杂, 测 试 手 段 和 能 力 严 重 不 足 的 问 题 越 来 越 突 出 目 前 PLC 测 试 测 主 要 困 难 在 在 于 以 下 几 个 方 面 :

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 编 程 语 言 众 多 数 字 量 与 模 拟 量 并 存 以 及 定 时 器 计 数 器 的 使 用 不 同 厂 商 专 用 的 开 发 运 行 环 境 多 种 网 络 通 讯 协 议, 不 同 厂 商 之 间 兼 容 性 差 3. 现 有 PLC 的 几 种 主 流 测 试 方 法 介 绍 由 于 PLC 程 序 测 试 与 验 证 问 题 的 突 出 性 和 重 要 性, 近 年 来 国 内 外 都 开 展 了 这 方 面 的 研 究 工 作, 提 出 了 多 种 提 高 PLC 程 序 可 信 度 的 途 径 下 面 就 主 流 的 几 种 测 试 方 法 进 行 介 绍 3.1 形 式 化 方 法 形 式 化 方 法 是 一 种 应 用 数 学 模 型 来 对 程 序 进 行 分 析 和 验 证 的 技 术 形 式 化 验 证 的 基 本 思 路 是 首 先 用 某 种 语 言 和 逻 辑 构 造 程 序 的 数 学 模 型, 然 后 运 用 严 格 的 数 学 推 导 来 证 明 程 序 的 正 确 性 典 型 的 方 法 包 括 模 型 检 验 和 定 理 证 明 等 形 式 化 方 法 的 好 处 在 于 它 的 完 整 性, 即 它 可 以 检 验 程 序 的 所 有 行 为 是 否 都 与 程 序 需 求 相 符 合, 从 而 增 加 程 序 正 确 性 的 可 信 度 其 缺 点 是 模 型 抽 取 对 使 用 者 的 数 学 技 能 和 经 验 有 比 较 高 的 要 求 在 将 PLC 程 序 或 软 件 需 求 转 化 为 相 应 数 学 模 型 的 过 程 中 都 可 能 存 在 误 差, 这 将 直 接 影 响 到 形 式 化 方 法 效 果 另 外, 大 部 分 的 形 式 化 方 法 存 在 固 有 缺 陷 由 于 PLC 程 序 的 复 杂 性, 因 此 形 式 化 方 法 几 乎 没 有 直 接 应 用 于 整 个 PLC 程 序 的 它 们 或 者 用 于 描 述 模 块 之 间 的 连 接, 或 者 先 对 整 个 程 序 做 某 种 程 的 抽 象, 用 简 化 模 型 以 代 替 实 际 的 PLC 程 序 3.2 测 试 方 法 与 形 式 化 方 法 不 同, 测 试 主 要 关 心 如 何 生 成 测 试 数 据 集 并 将 其 应 用 到 PLC 程 序 上, 分 析 在 指 定 输 入 的 情 况 下, 程 序 的 输 出 是 否 符 合 要 求 除 了 对 于 一 些 小 规 模 的 例 子, 一 般 很 难 穷 举 出 输 入 变 量 的 所 有 可 能 的 组 合, 因 此 测 试 往 往 都 是 不 完 备 的 也 就 是 说, 即 使 程 序 通 过 了 指 定 的 一 组 测 试, 仍 然 不 能 说 程 序 是 正 确 的, 没 有 任 何 缺 陷 然 而, 由 于 该 方 法 对 程 序 的 规 模 和 复 杂 性 限 制 较 小, 从 实 用 的 角 度 来 看, 测 试 方 法 仍 然 必 不 可 少 为 了 执 行 PLC 程 序 的 测 试, 首 先 需 要 搭 建 一 个 测 试 平 台 目 前, 广 泛 使 用 的 测 试 平 台 共 有 3 类 : 1) 基 于 模 型 的 测 试 2) 基 于 软 PLC 的 测 试 3) 基 于 实 际 PLC 的 测 试 4.3 综 合 法 事 实 上, 单 一 的 方 法 总 是 存 在 这 样 或 者 那 样 的 缺 陷, 而 将 几 种 方 法 综 合 起 来 取 长 补 短, 针 对 PLC 的 特 点 进 行 测 试 方 法 设 计, 往 往 能 取 得 更 好 的 效 果 但 目 前 大 规 模 投 入 到 实 际 应 用 中 的 综 合 测 试 方 法 还 没 有, 大 多 是 处 于 试 验 研 究 阶 段 4. 我 司 目 前 已 有 PLC 系 统 测 试 平 台 产 品 介 绍 从 实 际 情 况 看, 通 过 从 PLC 外 部 加 载 信 号 和 获 取 响 应 进 行 测 试, 相 比 于 其 它 测 试 方 法 更 加 可 行 因 此, 旋 极 公 司 从 市 场 需 求 出 发, 提 取 PLC 软 件 测 试 共 性 需 求, 开 发 出 了 PLC 通 用 测 试 平 台 PLC 通 用 测 试 平 台 硬 件 核 心 采 用 PXI 设 备 搭 建, 保 证 通 用 性, 便 于 后 期 维 护 整 个 测 试 平 台 硬 件 进 行 模 块 化 设 计, 具 备 级 联 和 扩 展 能 力, 并 可 根 据 用 户 需 求 进 行 硬 件 资 源 的 配 置, 以 满 足 不 同 信 号 类 型 和 通 道 数 量 的 要 求 测 试 平 台 软 件 系 统 采 用 C/S 架 构, 上 位 机 为 服 务 端, 下 位 机 为 客 户 端, 服 务 端 部 署 有 操 作 界 面 测 试 平 台 软 件 支 持 测 试 向 导 生 成 和 TCL 脚 本 语 言 编 程 两 种 测 试 程 序 开 发 方 式 为 支 持 RS485 串 口 1553B 总 线 等 连 接 方 式, 上 位 机 系 统 中 预 留 串 口 通 信 控 制 1553B 总 线 等 API 接 口 PLC 通 用 测 试 平 台 系 统 框 图 通 用 测 试 平 台 软 件 功 能 : 通 用 软 件 功 能 ( 系 统 配 置, 通 信 协 议 处 理, 基 础 I/O 控 制 故 障 注 入 数 据 显 示 处 理 ) 测 试 管 理 ( 系 统 配 置 数 据 显 示 和 处 理 测 试 项 目 管 理 ) 测 试 执 行 ( 通 信 协 议 处 理 基 础 I/O 控 制 故 障 注 入 ) 57

技 术 前 沿 Technology Trends 测 试 结 果 显 示 分 析 ( 列 表 显 示 波 形 图 显 示 波 形 图 分 析 ) 网 络 测 试 及 控 制 ( 网 络 加 负 载 网 络 信 息 监 控 ) 外 部 设 备 指 令 模 型 库 ( 模 拟 中 心 计 算 机 虚 拟 显 控 终 端 等 外 部 设 备 对 PLC 软 件 发 出 的 各 种 激 励 输 入, 模 拟 指 令 系 统 的 功 能 需 要 具 备 全 面 性 和 真 实 性 ) 数 据 分 析 ( 对 测 试 过 程 中 保 存 历 史 数 据 进 行 统 计 分 析, 挖 掘 出 故 障 模 式 等 有 用 信 息 ) 测 试 需 求 分 析 ( 对 PLC 软 件 测 试 需 求 进 行 分 析, 作 为 测 试 人 员 完 成 测 试 用 例 设 计 的 参 照 基 准 ) 软 件 使 用 : 执 行 用 例 软 件 使 用 : 用 例 执 行 结 果 查 询 PLC 通 用 测 试 平 台 实 物 图 软 件 使 用 : 采 样 波 形 图 分 析 5.PLC 测 试 的 发 展 趋 势 58 软 件 界 面 : 硬 件 资 源 及 连 线 关 系 配 置 软 件 使 用 : 编 辑 用 例 目 前, 现 有 的 PLC 测 试 方 法 各 有 所 长, 也 各 有 其 不 足 鉴 于 PLC 测 试 问 题 的 重 要 意 义, 通 过 改 进 形 式 化 方 法 增 强 对 测 试 结 果 的 分 析 结 构 化 测 试 方 法 的 运 用 不 同 测 试 验 证 方 法 的 融 合 等 手 段,PLC 程 序 的 测 试 与 验 证 方 法 还 将 继 续 研 究, 并 获 得 进 一 步 的 发 展, 从 而 提 高 PLC 测 试 的 能 力, 提 高 PLC 软 件 可 信 度 另 一 方 面, 随 着 在 工 业 控 制 设 备 中 通 用 开 发 标 准 与 互 联 网 技 术 的 广 泛 使 用 以 及 工 业 以 太 网 的 推 进, 使 得 针 对 工 业 控 制 系 统 的 攻 击 行 为 出 现 大 幅 度 增 长, 目 前 已 出 现 针 对 工 业 控 制 网 络 的 病 毒 并 在 实 际 中 造 成 了 重 大 的 损 失 2011 年 工 信 部 发 布 文 件, 要 求 针 对 关 系 国 计 民 生 领 域 的 工 业 控 制 系 统 建 立 安 全 检 测 机 制 查 找 漏 洞 和 隐 患 提 升 工 业 系 统 安 全 防 护 水 平 和 保 障 业 务 因 此,PLC 系 统 网 络 安 全 性 测 试 也 是 PLC 测 试 今 后 的 一 个 重 点 发 展 方 向

TECHNOLOGY FORUMS P58 GJB5000A 二 级 的 实 施 经 验 谈 P61 关 键 性 软 件 的 堆 栈 分 析 方 法 P64 冗 错 信 道 编 码 LDPC 的 测 试 验 证 方 法 P66 聚 焦 单 元 测 试 法 P68 FPGA 测 试 中 的 动 态 仿 真 与 形 式 验 证 P71 软 件 缺 陷 分 析 技 术 研 究 报 告

技 术 下 午 茶 Technology Forums GJB5000A 二 级 的 实 施 经 验 谈 目 前 国 防 系 统 嵌 入 式 应 用 日 趋 复 杂, 而 由 于 竞 争 要 求 产 品 快 速 上 市, 开 发 技 术 日 新 月 异, 而 软 件 故 障 却 日 益 突 出 同 时, 由 于 来 自 上 层 的 需 求 经 常 变 化, 导 致 应 用 系 统 的 版 本 和 变 更 管 理 的 瓶 颈 日 渐 成 为 开 发 过 程 的 瓶 颈 为 解 决 军 用 软 件 研 制 过 程 中 出 现 的 问 题, 促 使 军 用 软 件 承 制 单 位 尽 快 提 高 其 软 件 过 程 能 力, 降 低 军 用 软 件 的 风 险, 中 国 人 民 解 放 军 总 装 备 部 于 2008 年 3 月 30 日 发 布 了 GJB 5000A 标 准, 从 2008 年 06 月 1 日 起 开 始 实 施 GJB 5000A 标 准 的 制 定 旨 在 引 进 国 外 先 进 的 管 理 经 验, 提 高 我 国 军 用 软 件 的 质 量, 其 目 前 已 成 为 我 国 武 器 装 备 软 件 建 设 和 发 展 的 事 实 上 的 标 准 总 装 规 定 国 防 单 位 要 承 接 软 件 开 发 项 目, 必 须 通 过 GJB 5000A 的 质 量 体 系 认 证, 引 入 软 件 开 发 的 过 程 管 理 60 Implementation experience of GJB5000A Level-2 文 任 建 国 旋 极 信 息 军 工 中 心 软 件 工 程 部 软 件 工 程 主 管 GJB 5000A 为 国 防 单 位 提 供 了 一 个 系 统 的 软 件 开 发 过 程 管 理 框 架, 在 实 践 过 程 中 还 需 要 具 体 管 理 和 技 术 平 台 的 支 持, 才 能 更 有 效 的 结 合 软 件 开 发 的 生 命 周 期 和 项 目 管 理 过 程 GJB 5000A 成 熟 度 等 级 二 的 重 点 集 中 在 软 件 项 目 的 过 程 管 理 上 因 为 根 据 多 年 的 经 验 和 教 训, 人 们 认 识 到 软 件 开 发 面 临 的 首 要 问 题 不 是 技 术 问 题 而 是 管 理 问 题 在 成 熟 度 等 级 二, 组 织 的 项 目 已 确 保 其 过 程 按 照 方 针 进 行 策 划 并 得 到 执 行 这 些 项 目 聘 用 专 业 技 能 的 人 员, 这 些 人 员 拥 有 足 够 的 资 源, 以 便 产 生 受 到 控 制 的 工 作 产

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 品 ; 这 些 项 目 吸 纳 利 益 相 关 方 ; 这 些 项 目 都 受 到 监 督 控 制 和 评 审 ; 这 些 项 目 都 受 到 评 价, 以 保 证 符 合 其 过 程 说 明 成 熟 度 等 级 二 反 映 的 过 程 纪 律 有 助 于 确 保 在 有 压 力 的 情 况 下 保 持 现 有 的 实 践 在 这 些 实 践 都 到 位 的 情 况 下, 项 目 都 能 按 照 其 文 档 化 的 计 划 进 行 实 施 和 管 理 在 成 熟 度 等 级 二, 工 作 产 品 的 状 态 和 服 务 的 交 付 在 已 定 义 的 时 间 点 对 管 理 者 是 可 见 的 在 利 益 相 关 方 之 间 建 立 承 诺 并 在 需 要 时 进 行 修 订, 工 作 产 品 受 到 适 当 控 制 工 作 产 品 和 服 务 满 足 其 已 定 义 过 程 的 说 明 标 准 和 规 程 对 应 GJB5000A 实 施 的 体 系 文 件 包 括 : 流 程 文 档 表 流 程 文 档 模 板 指 南 专 家 评 审 时 对 6 个 月 内 结 项 的 项 目 进 行 评 审 在 成 熟 度 等 级 二, 由 以 下 7 个 关 键 过 程 域 组 成 : 1. 项 目 策 划 PP 专 用 目 标 1 建 立 估 计 值 专 用 实 践 1.1 估 计 项 目 的 范 围 专 用 实 践 1.2 建 立 工 作 产 品 和 任 务 属 性 的 估 计 值 专 用 实 践 1.3 定 义 项 目 生 存 周 期 专 用 实 践 1.4 建 立 工 作 量 和 成 本 的 估 计 值 专 用 目 标 2 制 定 项 目 计 划 专 用 实 践 2.1 编 制 预 算 和 进 度 表 专 用 实 践 2.2 标 识 项 目 风 险 专 用 实 践 2.3 制 定 数 据 管 理 计 划 专 用 实 践 2.4 制 定 项 目 资 源 计 划 专 用 实 践 2.5 策 划 所 需 的 知 识 和 技 能 专 用 实 践 2.6 制 定 利 益 相 关 方 参 与 的 计 划 专 用 实 践 2.7 制 定 项 目 计 划 专 用 目 标 3 获 得 对 计 划 的 承 诺 专 用 实 践 3.1 评 审 影 响 该 项 目 的 计 划 专 用 实 践 3.2 使 工 作 与 资 源 水 平 相 协 调 专 用 实 践 3.3 获 得 计 划 承 诺 软 件 估 计 是 项 目 策 划 的 一 种 活 动, 是 项 目 计 划 的 核 心 软 件 估 计 的 对 象 有 软 件 项 目 的 规 模 开 发 该 软 件 项 目 的 工 作 量 项 目 的 开 发 进 度 按 代 码 规 模 划 分 项 目 大 小, 一 般 分 为 巨 大 中 小 微 几 个 级 别, 通 过 对 软 件 项 目 的 规 模 进 行 科 学 合 理 的 估 计, 从 而 导 出 项 目 的 总 工 作 量, 以 制 定 项 目 开 发 计 划, 指 导 开 发 过 程, 为 项 目 建 立 合 理 的 预 算, 确 定 合 适 水 平 的 员 工, 并 为 项 目 承 诺 提 供 基 础 真 实 项 目 中 需 要 利 用 Delphi 方 法 或 Pert Sizing 方 法 估 计 工 作 量, 也 可 以 利 用 经 验 法, 选 取 类 似 的 3 个 老 项 目, 分 析 需 求 页 数 代 码 行 数, 平 均 数, 估 算 当 前 项 目 计 划 阶 段, 需 要 首 先 编 写 开 发 计 划, 根 据 任 务 估 算, 按 照 代 码 总 行 数 /25 人 行 = 项 目 完 成 天 数 ( 包 括 项 目 管 理 的 时 间 ), 得 到 项 目 完 成 总 天 数 后, 根 据 需 求 设 计 编 码 测 试 占 任 务 百 分 比, 估 算 每 阶 段 的 人 天, 建 立 里 程 碑 同 时 还 需 要 完 成 配 置 管 理 计 划 质 量 保 证 计 划 项 目 开 始 后, 在 周 计 划 月 计 划 中 安 排 具 体 工 作 计 划, 并 且 可 以 根 据 项 目 进 展 情 况 调 整 2. 项 目 监 控 PMC 专 用 目 标 1 对 照 计 划 监 督 项 目 专 用 实 践 1.1 监 督 项 目 策 划 参 数 专 用 实 践 1.2 监 督 承 诺 专 用 实 践 1.3 监 督 项 目 风 险 专 用 实 践 1.4 监 督 数 据 管 理 专 用 实 践 1.5 监 督 利 益 相 关 方 的 参 与 专 用 实 践 1.6 实 施 进 展 评 审 专 用 实 践 1.7 实 施 里 程 碑 评 审 专 用 目 标 2 管 理 纠 正 措 施 直 到 结 束 专 用 实 践 2.1 分 析 问 题 专 用 实 践 2.2 采 取 校 正 措 施 专 用 实 践 2.3 管 理 校 正 措 施 项 目 监 控, 需 要 研 发 人 员 每 天 编 写 工 作 日 志, 汇 总 周 报, 并 在 里 程 碑 节 点 总 结 项 目 里 程 碑 报 告 ; 还 需 要 维 护 风 险 跟 踪 表, 判 定 那 些 风 险 可 能 会 发 生 而 未 发 生 如 果 风 险 已 发 生, 则 转 化 为 问 题, 维 护 问 题 跟 踪 表 在 项 目 过 程 中 发 现 的 问 题 一 般 分 为 :NC 不 符 合 项 (QA 过 程 ) 问 题 issue( 管 理 过 程 ) 缺 陷 defect ( 软 件 开 发 过 程, 通 过 问 题 类 型 区 分 ) 所 有 问 题 最 终 都 需 要 归 零 3. 过 程 与 产 品 质 量 保 证 PPQA 专 用 目 标 1 客 观 地 评 价 过 程 和 工 作 产 品 专 用 实 践 1.1 客 观 的 评 价 过 程 专 用 实 践 1.2 客 观 的 评 价 工 作 产 品 和 服 务 专 用 目 标 2 提 供 客 观 深 入 的 了 解 专 用 实 践 2.1 交 流 并 确 保 解 决 不 符 合 项 专 用 实 践 2.2 建 立 记 录 过 程 与 产 品 质 量 保 证 需 要 在 项 目 之 初 随 同 项 目 计 划 制 定 软 件 质 量 保 证 计 划, 在 项 目 周 期 内 QA 人 员 组 织 或 召 集 进 行 大 量 的 评 审 工 作, 采 取 人 工 或 电 子 化 过 程, 基 于 任 务 发 起 评 审 或 会 议, 关 注 和 跟 踪 不 符 合 项, 填 写 各 种 评 审 清 单, 具 体 形 式 为 过 程 和 产 品 质 量 保 证 表 评 审 活 动 质 量 保 证 表 质 量 保 证 里 程 碑 阶 段 报 告 质 量 审 核 问 题 报 告 问 题 状 态 跟 踪 表 质 量 分 析 报 告, 等 等 61

技 术 下 午 茶 Technology Forums 4. 测 量 与 分 析 MA 求 编 写 需 求 分 析 文 档 需 求 管 理 工 作 还 包 括 需 求 追 踪, 必 须 有 分 解 足 够 细 致 的 需 求 项 可 以 对 应 到 设 计 文 档, 设 计 文 档 对 应 到 代 码, 代 码 对 应 到 测 试 用 例 需 求 追 踪 必 须 实 现 双 向 分 析, 即 需 求 修 改 可 以 进 行 影 响 分 析, 分 析 需 求 变 更 会 影 响 到 那 些 设 计 和 代 码 ; 同 时 代 码 修 改 时 也 需 要 逆 向 进 行 冲 击 分 析, 分 析 代 码 变 更 会 影 响 到 的 需 求 需 求 变 更 是 需 求 管 理 的 一 项 重 要 内 容, 需 要 关 联 配 置 管 理 同 时 进 行, 定 义 需 求 变 更 管 理 过 程, 根 据 需 求 变 更 影 响 重 要 程 度, 影 响 域 分 析, 选 择 不 同 的 需 求 变 更 流 程 专 用 实 践 1.2 选 择 供 方 专 用 实 践 1.3 建 立 供 方 协 议 专 用 目 标 2 满 足 供 方 协 议 专 用 实 践 2.1 执 行 供 方 协 议 专 用 实 践 2.2 监 督 所 选 择 的 供 方 过 程 专 用 实 践 2.3 评 价 所 选 择 的 供 方 工 作 产 品 专 用 实 践 2.4 接 受 所 获 取 的 产 品 专 用 实 践 2.5 移 交 产 品 供 方 协 议 管 理 主 要 是 对 供 应 商 进 行 管 控, 首 先 评 定 供 应 商 资 格, 通 过 流 程 实 现 供 应 商 资 格 审 定, 确 认 合 格 的 供 应 商 记 录 到 供 应 商 名 录 中 选 择 合 格 供 应 商 名 录, 进 行 供 方 选 择, 提 交 研 发 任 务 ; 供 应 商 完 成 任 何 后, 供 方 交 付 物 验 收 通 过 审 批 至 关 闭 旋 极 推 荐 的 基 于 GJB 5000A 的 软 件 开 发 过 程 管 理 解 决 平 台 配 置 比 较 灵 活, 以 符 合 GJB 管 理 流 程 为 主, 软 件 工 具 为 辅, 加 以 定 制 的 使 用 过 程, 在 部 署 方 面 可 采 用 BS 分 布 式 部 署, 以 建 立 一 个 功 能 全 面 的 保 证 平 台 完 全 符 合 的 GJB5000A 认 证 流 程 的 软 件 研 发 管 理 系 统 RCP, 支 持 项 目 策 划 过 程 域, 提 供 计 划 管 理 任 务 管 理 项 目 计 划 模 板 标 准 工 期 和 工 作 量 功 能 ; 支 持 项 目 监 控 过 程 域, 提 供 项 目 仪 表 盘 项 目 健 康 指 示 灯 组 合 报 告 项 目 动 态 工 作 日 志 功 能 ; 支 持 需 求 管 理 过 程 域, 提 供 需 求 变 更 管 理 需 求 变 更 通 知 需 求 跟 踪 矩 阵 功 能 ; 支 持 配 置 管 理, 提 供 文 档 管 理 版 本 管 理 变 更 管 理 基 线 管 理 基 线 发 布 管 理 功 能 ; 支 持 过 程 和 产 品 质 量 保 证 过 程 域, 提 供 业 务 流 程 管 理 量 化 目 标 量 化 管 理 能 力 基 线 审 计 功 能 ; 支 持 度 量 与 分 析 过 程 域, 提 供 度 量 指 标 库 能 力 基 线 健 康 指 示 灯 项 目 度 量 产 品 度 量 功 能 ; 支 持 供 方 协 议 管 理 过 程 域 计 划 管 理 外 合 作 认 证 流 程 外 合 作 管 理 流 程 文 档 管 理 功 能 专 用 目 标 1 安 排 测 量 与 分 析 活 动 专 用 实 践 1.1 确 定 测 量 目 标 专 用 实 践 1.2 指 明 测 量 项 专 用 实 践 1.3 指 明 数 据 采 集 和 存 储 规 程 专 用 实 践 1.4 指 明 分 析 规 程 专 用 目 标 2 提 供 测 量 结 果 专 用 实 践 2.1 采 集 测 量 数 据 专 用 实 践 2.2 分 析 测 量 数 据 专 用 实 践 2.3 存 储 数 据 和 结 果 专 用 实 践 2.4 交 流 结 果 对 项 目 的 度 量 按 阶 段 实 施, 在 每 一 个 阶 段 都 要 做 度 量, 编 写 度 量 表 在 每 个 里 程 碑 做 一 次 测 量, 以 实 现 控 制 度 量 的 目 标 和 方 法 在 计 划 中 定 义, 其 目 的 是 为 了 实 现 控 制, 提 供 数 据 给 PMC, 一 般 包 括 针 对 代 码 进 度 文 档 规 模 的 度 量, 具 体 包 括 : 缺 陷 度 量, 分 析 缺 陷 是 哪 个 阶 段 引 入 的, 数 量, 发 现 时 间, 去 除 时 间, 缺 陷 分 类 等 需 求 变 化 率 代 码 规 模 测 试 执 行 情 况 里 程 碑 状 况 代 码 规 模 变 化 率 进 度 偏 差 率 里 程 碑 偏 差 缺 陷 率 问 题 解 决 率 问 题 生 成 率 等 6. 配 置 管 理 CM 专 用 目 标 1 建 立 基 线 专 用 实 践 1.1 标 识 配 置 项 专 用 实 践 1.2 建 立 一 个 配 置 管 理 系 统 专 用 实 践 1.3 生 成 或 发 布 基 线 专 用 目 标 2 跟 踪 和 控 制 更 改 专 用 实 践 2.1 跟 踪 和 控 制 更 改 专 用 实 践 2.2 控 制 配 置 项 专 用 目 标 3 建 立 完 整 性 专 用 实 践 3.1 建 立 配 置 管 理 记 录 专 用 实 践 3.2 执 行 配 置 审 核 针 对 GJB5000A 的 要 求, 需 要 对 三 库, 开 发 库 受 控 库 产 品 库 进 行 支 持 实 现 版 本 控 制 功 能, 保 存 对 配 置 项 变 更 的 历 史 信 息 ; 支 持 基 线 管 理, 可 以 建 立 基 线 比 较 基 线 版 本 设 置 基 线 版 本 的 权 限 ; 提 供 审 计 报 告 统 计, 自 动 生 成 配 置 状 态 报 告, 记 录 对 配 置 项 更 改 的 过 程 5. 需 求 管 理 ReqM 专 用 目 标 1 管 理 需 求 专 用 实 践 1.1 获 得 对 需 求 的 理 解 专 用 实 践 1.2 获 得 对 需 求 的 承 诺 专 用 实 践 1.3 管 理 需 求 更 改 专 用 实 践 1.4 维 护 需 求 的 双 向 可 追 踪 性 专 用 实 践 1.5 标 识 项 目 工 作 与 需 求 之 间 的 不 一 致 性 需 求 管 理 活 动, 必 须 在 项 目 管 理 新 建 项 目 时 介 入 对 需 求 进 行 评 审, 分 解 为 子 需 求, 以 GJB438B 规 定 的 要 7. 供 方 协 议 管 理 SAM 专 用 目 标 1 建 立 供 方 协 议 专 用 实 践 1.1 确 定 获 取 方 式 62

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 关 键 性 软 件 的 堆 栈 分 析 方 法 在 软 件 安 全 性 级 别 较 高 的 行 业, 大 部 分 软 件 项 目 会 实 施 多 种 软 件 质 量 保 证 方 法, 比 如 代 码 检 查, 功 能 测 试, 白 盒 测 试, 集 成 测 试 来 最 大 限 度 发 现 软 件 问 题, 这 些 方 法 已 经 随 着 DO178B/DO178C 等 规 范 的 实 施 逐 渐 成 熟, 能 够 识 别 大 量 软 件 缺 陷, 但 是 对 于 软 件 底 层 仍 无 能 为 力 由 于 某 种 原 因 堆 栈 越 出 了 编 程 人 员 所 分 配 的 数 量 范 围, 程 序 将 变 得 不 确 定 这 种 不 稳 定 可 能 导 致 系 统 发 生 严 重 故 障 因 此, 确 保 系 统 在 最 坏 情 况 下 能 够 分 配 到 足 够 的 堆 栈 至 关 重 要 本 文 将 从 软 件 堆 栈 实 际 使 用 的 角 度 切 入, 探 讨 如 何 避 免 软 件 底 层 的 资 源 缺 陷, 并 介 绍 一 种 实 际 项 目 中 使 用 的 方 法 来 分 析 软 件 的 堆 栈 使 用 情 况 堆 栈 的 安 全 性 要 求 在 嵌 入 式 系 统 中, 通 常 都 由 处 理 器 和 存 储 器 作 为 核 心 底 层 构 件, 在 整 个 系 统 设 计 初 期, 通 常 会 确 定 其 型 号 和 可 能 最 大 的 资 源 分 配, 处 理 器 在 执 行 程 序 时, 使 用 堆 栈 的 方 式 来 存 储 临 时 变 量, 函 数 间 传 递 的 参 数, 当 前 寄 存 器 状 态 等 信 息, 如 果 前 期 设 计 没 有 留 有 足 够 的 余 量, 则 可 能 由 于 某 种 原 因 造 成 堆 栈 无 法 满 足 程 序 需 求, 由 此 将 从 底 层 发 生 无 法 预 估 的 问 题, 导 致 整 个 系 统 瘫 痪 因 此 在 嵌 入 式 系 统 设 计 时, 通 常 会 考 虑 最 大 的 余 量, 由 经 验 丰 富 的 设 计 人 员 根 据 项 目 预 算, 尽 可 能 的 分 配 足 够 大 的 存 储 空 间 然 而 随 着 项 目 进 展, 系 统 的 复 杂 度 的 增 加, 整 个 系 统 对 于 堆 栈 的 使 用 情 况 可 能 会 出 现 各 种 变 化, 那 么 如 何 才 能 评 估 这 种 变 化 对 于 系 统 的 影 响, 就 需 要 分 析 代 码, 确 定 程 序 的 最 差 情 况 下 的 堆 栈 使 用 量 Stack analysis method of critical software 文 张 俊 华 上 海 旋 极 技 术 部 软 件 工 程 化 产 品 技 术 工 程 师 63

技 术 下 午 茶 Technology Forums 软 件 堆 栈 分 配 堆 栈 分 析 方 法 举 例 如 下 : 64 软 件 运 行 时 对 于 内 存 的 分 配 主 要 有 以 下 几 个 区 域 : 代 码 段 数 据 段 堆 栈 段 进 程 头 动 态 链 接 库 图 一 : 软 件 内 存 使 用 概 览 其 中 涉 及 数 据 存 储 的 空 间 包 含 数 据 段 : 通 常 用 来 存 放 静 态 变 量, 全 局 变 量 等, 其 中 数 据 的 总 大 小 和 初 始 值 在 编 译 时 确 定, 数 据 在 整 个 程 序 运 行 时 一 直 存 在 栈 空 间 : 用 来 存 放 大 部 分 的 函 数 形 参 和 局 部 变 量, 由 程 序 自 动 分 配, 其 中 数 据 的 大 小 在 编 译 时 确 定, 数 据 的 分 配 和 释 放 也 由 编 译 器 在 函 数 进 入 和 退 出 时 插 入 指 令 完 成, 数 据 生 命 周 期 和 函 数 一 样 堆 空 间 : 用 来 存 放 程 序 运 行 时 动 态 ( 手 动 ) 分 配 的 内 存 空 间, 其 中 数 据 的 大 小 和 初 始 值 在 运 行 时 确 定, 数 据 生 命 周 期 不 定 由 此 可 以 看 出, 受 程 序 动 态 影 响 的 主 要 是 堆 栈, 其 大 小 可 能 会 由 于 程 序 运 行 的 状 态 而 上 下 浮 动, 在 某 种 最 差 条 件 下, 其 大 小 可 能 会 超 出 实 际 所 能 使 用 的 空 间, 而 造 成 不 可 预 知 的 错 误 堆 栈 深 度 分 析 的 原 理 如 下 : 1. 分 析 代 码, 为 每 个 独 立 的 线 程 建 立 一 棵 调 用 树 2. 分 析 该 调 用 树 中 每 个 函 数 的 堆 栈 用 量 3. 统 计 该 调 用 树 中 最 大 堆 栈 用 量, 即 确 定 从 树 根 到 外 部 树 叶 的 哪 条 调 用 路 径 需 要 使 用 的 堆 栈 最 多 4. 将 每 个 独 立 线 程 调 用 树 中 的 最 大 堆 栈 用 量 相 加, 即 可 以 得 到 程 序 最 大 堆 栈 用 量 但 是 对 于 大 部 分 嵌 入 式 系 统, 我 们 还 需 要 考 虑 中 断 服 务 程 序, 中 断 时 现 场 保 护 的 堆 栈, 实 时 操 作 系 统 自 身 占 用 的 堆 栈, 运 行 时 库 函 数 本 身 使 用 的 堆 栈, 函 数 指 针 的 使 用, 第 三 方 程 序 所 使 用 的 堆 栈 等 通 常, 在 发 生 函 数 调 用 时, 编 译 器 会 使 用 堆 栈 来 保 存 返 回 地 址 以 及 函 数 参 数, 函 数 内 部 的 局 部 变 量 也 会 保 存 到 堆 栈 中, 但 是 由 于 很 多 处 理 器 为 了 提 高 性 能 而 大 量 使 用 寄 存 器, 因 此, 我 们 通 常 需 要 检 查 最 终 的 汇 编 语 言 来 确 认 其 堆 栈 的 实 际 用 量 另 外 有 些 编 译 器 也 可 能 会 在 其 他 不 是 调 用 的 地 方 使 用 堆 栈, 比 如 用 堆 栈 存 放 中 间 结 果 同 时 对 于 库 函 数 和 第 三 方 函 数 的 分 析, 通 常 也 要 借 助 分 析 汇 编 语 言 才 能 得 到 准 确 的 结 果 在 确 定 了 各 个 函 数 的 堆 栈 使 用 情 况 后, 我 们 需 要 通 过 建 立 一 个 调 用 树, 来 分 析 某 个 线 程 的 最 大 堆 栈 使 用, 在 实 际 项 目 中, 该 调 用 树 往 往 十 分 庞 大 复 杂, 我 们 必 须 借 助 工 具 才 能 理 清 其 中 的 关 系, 其 中 需 要 包 含 函 数 名 称, 该 函 数 最 大 堆 栈 数, 该 函 数 调 用 的 其 他 函 数, 以 及 被 调 用 函 数 的 堆 栈 信 息, 依 次 类 推, 从 树 根 ( 入 口 ) 一 直 追 踪 到 最 终 的 被 调 函 数 图 二 : 调 用 关 系 图 示 例 在 上 图 中, 每 个 节 点 表 示 一 个 函 数 调 用, 节 点 旁 边 的 数 据 表 示 该 节 点 使 用 的 堆 栈 大 小, 节 点 之 间 的 箭 头 表 示 调 用 关 系 假 设 我 们 希 望 计 算 入 口 点 T 的 最 大 堆 栈 深 度, 那 么 其 计 算 方 法 如 下 MSD(T) = a + b + c + d + q + r = 12 + 6 + 8 + 8 + 10 + 27 = 71 实 例 1 接 下 来, 我 们 看 一 个 实 际 的 例 子, 整 个 例 子 由 三 个 C 文 件 构 成, 分 别 为 ModuleA.c, 包 含 Aa, Ab,Ac 三 个 函 数 ; ModuleB.c, 包 含 Ba,Bb,Bc, Bd 四 个 函 数 ; ModuleC.c, 包 含 Ca 一 个 函 数 ; 其 中 调 用 关 系 图 如 下 : 图 三 : 调 用 关 系 图 实 例 如 图 所 示, 其 中 Ab 函 数 调 用 Ba 函 数, 代 码 如 下 :

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 Ba 函 数 调 用 Bb 函 数, 代 码 如 下 : 4 我 们 需 要 分 析 代 码, 确 认 线 程 的 入 口 点, 以 及 该 线 程 所 有 调 用 函 数 的 堆 栈 使 用 情 况 最 终 Bb 函 数 未 发 生 调 用, 代 码 如 下 我 们 将 使 用 VeroStack 堆 栈 分 析 工 具 进 行 堆 栈 分 析 VeroStack 是 一 款 针 对 PowerPC 平 台 定 制 的 专 业 堆 栈 分 析 工 具, 在 众 多 关 键 性 项 目 中 有 过 成 功 应 用 2 示 例 代 码 在 经 过 编 译 后 得 到 可 执 行 程 序 application.o, 即 为 我 们 分 析 堆 栈 的 目 标 程 序, 首 先 使 用 分 析 器 对 其 进 行 初 步 分 析, 输 入 vstkimgprocessor.exe -o application. xml application.o 堆 栈 分 析 工 具 通 过 分 析 镜 像 文 件 可 以 得 到 初 步 分 析 结 果 文 件 application.xml( 初 始 堆 栈 分 析 文 档 PSAD) 和 application.o.dmp( 映 像 列 表 文 件 ) 3 然 后 我 们 可 以 使 用 堆 栈 分 析 编 辑 器 vstkeditor.exe, 打 开 刚 刚 产 生 的 堆 栈 分 析 文 档 application.xml 图 五 : 堆 栈 分 析 完 成 5 在 完 成 分 析 后, 我 们 可 以 通 过 堆 栈 分 析 报 告 产 生 器, 查 看 最 终 的 堆 栈 分 析 结 果, 打 开 application.htm 文 件, 查 看 堆 栈 分 析 结 果 图 六 : 堆 栈 分 析 报 告 总 结 由 上 所 诉, 对 于 嵌 入 式 软 件 系 统 进 行 堆 栈 分 析 可 以 提 供 代 码 在 最 差 条 件 下 使 用 堆 栈 的 情 况, 结 合 实 时 操 作 系 统, 可 以 满 足 应 用 软 件 代 码 堆 栈 的 使 用 分 析 情 况 预 防 软 件 在 最 差 堆 栈 使 用 情 况 下 溢 出, 导 致 软 件 崩 溃 这 样 可 以 节 省 后 续 的 维 护 成 本, 提 高 软 件 的 质 量 图 四 : 函 数 调 用 关 系 及 堆 栈 分 析 工 具 65

技 术 下 午 茶 Technology Forums 冗 错 信 道 编 码 LDPC 的 测 试 验 证 方 法 66 Test method of Fault tolerant channel coding LDPC 文 杨 永 迪 上 海 旋 极 技 术 部 技 术 工 程 师 LDPC 编 码 介 绍 LDPC 编 码 即 低 密 度 奇 偶 校 验 码 (Low Density Parity Check Code) 是 近 年 信 道 编 码 领 域 的 研 究 热 点, 其 已 经 被 应 用 在 包 括 深 空 通 信 光 纤 通 信 卫 星 数 字 视 频 在 内 的 多 个 领 域 中 LDPC 编 码 方 式 具 有 接 近 香 浓 公 式 传 输 极 限 的 传 输 率 优 势 ; 同 时 由 于 LDPC 编 码 本 身 是 一 种 具 有 稀 疏 校 验 矩 阵 的 分 组 纠 错 码, 因 此 具 有 自 纠 错 功 能 由 于 LDPC 编 码 方 式 具 有 如 上 的 优 点, 随 着 电 子 和 微 电 子 技 术 的 发 展 使 得 实 时 编 码 和 解 码 成 为 可 能 目 前 LDPC 正 逐 渐 被 应 用 在 无 线 通 信 光 纤 通 信 卫 星 数 字 通 信 空 间 深 空 通 信 等 领 域 中 LDPC 编 码 在 航 天 领 域 中 的 应 用 LDPC 接 近 香 浓 公 式 传 输 极 限 和 具 有 自 纠 错 功 能 的 特 性 非 常 适 合 航 天 领 域 对 数 据 传 输 可 靠, 高 效 的 要 求 尤 其 是 对 于 深 空 探 测 任 务 的 天 地 数 据 通 信, 其 编 码 增 益 高, 纠 错 能 力 强 的 特 点 可 进 一 步 提 高 信 道 余 量, 从 而 大 幅 提 高 整 星 测 控 的 可 靠 性 因 此, 包 括 我 国 在 内 的 各 航 天 大 国 目 前 都 已 在 或 正 准 备 在 卫 星 上 进

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 行 LDPC 编 码 的 技 术 验 证 和 实 际 使 用 在 国 外, 欧 洲 的 第 二 代 数 字 视 频 广 播 卫 星 标 准 DVB-S2 和 空 间 数 据 咨 询 委 员 会 (CCSDS) 遥 测 信 道 编 码 标 准 就 分 别 采 用 了 LDPC 码 我 国 也 将 LDPC 技 术 的 验 证 列 为 嫦 娥 二 号 任 务 的 六 项 工 程 目 标 和 四 大 创 新 技 术 的 核 心 内 容, 并 在 2010 年 的 嫦 娥 二 号 任 务 中 得 到 了 成 功 验 证 ; 为 提 高 卫 星 下 行 遥 测 信 道 余 量 和 测 控 可 靠 性 提 高 提 供 了 技 术 储 备 验 证 编 码 的 需 求 随 着 LDPC 编 码 方 式 在 航 天 领 域 的 广 泛 使 用, 为 了 对 编 码 的 正 确 性 进 行 验 证 有 必 要 使 用 专 用 的 验 证 设 备 对 LDPC 的 编 码 进 行 验 证 由 于 LDPC 采 用 稀 疏 校 验 矩 阵 的 分 组 纠 错 码, 因 此 对 LDPC 编 码 的 解 码 难 度 要 比 编 码 难 但 在 实 际 使 用 中, 对 于 使 用 LDPC 作 为 传 输 编 码 方 式 进 行 传 输 的 开 发 人 员 来 说,LDPC 的 编 码 只 是 作 为 数 据 传 输 的 手 段 ; 为 了 验 证 编 码 和 数 据 的 正 确 性 而 花 费 大 量 时 间 和 精 力 进 行 译 码 实 现 往 往 得 不 偿 失 此 外, 在 航 天 领 域 往 往 将 LDPC 编 码 方 式 和 CCSDS 通 讯 标 准 相 结 合 使 用 从 而 无 法 直 接 使 用 现 有 的 LDPC 解 码 方 式 因 此, 有 必 要 研 发 专 用 于 航 天 领 域 的 符 合 CCSDS 通 讯 标 准 的 LDPC 编 码 验 证 设 备 在 实 际 的 使 用 中, 由 于 LDPC 编 码 方 式 和 CCSDS 通 讯 标 准 的 使 用 往 往 和 具 体 数 据 发 送 功 能 一 同 使 用 当 所 发 生 数 据 发 生 发 送 故 障 时 往 往 无 法 快 速 判 断 是 传 输 数 据 的 故 障 还 是 LDPC 编 码 的 问 题 ; 又 由 于 LDPC 采 用 稀 疏 校 验 矩 阵, 从 而 使 得 对 LDPC 编 码 进 行 手 工 验 证 计 算 几 乎 成 为 不 可 能 因 此 为 了 保 证 LDPC 编 码 功 能 的 可 靠 性, 就 需 要 使 用 符 合 CCSDS 标 准 的 LDPC 编 码 验 证 设 备 ; 该 设 备 本 身 包 含 了 解 码 和 数 据 对 比 功 能, 可 对 LDPC 编 码 功 能 本 身 进 行 测 试 和 验 证 验 证 编 码 的 实 现 LDPC 编 码 测 试 验 证 设 备 使 用 对 原 始 数 据 进 行 编 码 解 码 和 再 对 比 验 证 的 方 式 实 现 具 体 验 证 逻 辑 如 下 图 所 示 : 图 1 LDPC 编 码 测 试 验 证 逻 辑 流 程 其 中 需 要 验 证 的 是 LDPC 的 编 码 过 程, 需 要 验 证 的 内 容 是 经 过 LDPC 编 码 后 的 LDPC 码 数 据 在 具 体 实 现 时, 分 为 软 件 实 现 和 硬 件 实 现 软 件 实 现 的 界 面 如 下 图 所 示 : 图 2 LDPC 编 码 测 试 验 证 软 件 实 现 界 面 软 件 实 现 通 过 软 件 C 代 码 的 方 式 进 行 数 据 生 成,LDPC 编 码 的 解 码, 以 及 原 始 数 据 的 比 对 由 于 在 普 通 PC 平 台 上 通 过 C 代 码 实 现 的 特 性, 使 得 数 据 的 解 码 比 对 速 率 无 法 满 足 实 时 的 要 求, 只 能 用 于 事 后 的 编 码 验 证 使 用 硬 件 实 现 时, 构 建 一 个 基 于 高 性 能 FPGA 的 嵌 入 式 设 备 设 备 直 接 向 被 测 编 码 设 备 输 入 未 编 码 的 原 始 数 据, 并 直 接 采 集 来 自 待 测 试 验 证 部 分 的 LDPC 编 码 数 据 之 后 通 过 FPGA 进 行 实 时 解 码 和 比 对, 实 现 对 LDPC 编 码 的 实 时 测 试 和 验 证 硬 件 实 现 的 结 构 如 下 图 所 示 : 图 3 LDPC 编 码 测 试 验 证 硬 件 实 现 结 构 图 如 上 图 所 示, 该 嵌 入 式 设 备 通 过 USB 接 口 与 外 部 通 讯 接 收 指 令, 实 时 上 传 测 试 结 果 所 有 的 解 码 和 对 比 操 作 都 在 FPGA 芯 片 中 实 现 在 硬 件 实 现 的 过 程 中,LDPC 编 码 信 号 的 传 输 速 率 是 一 个 关 键 指 标, 更 高 的 传 输 速 率 就 要 求 更 快 的 解 码 速 度 对 比 速 率 同 时, 更 高 的 传 输 速 率 也 能 覆 盖 更 多 的 型 号 传 输 需 求 本 硬 件 实 现 使 用 百 万 门 级 的 FPGA 实 现, 可 以 保 证 数 百 Mbps 传 输 速 率 下 的 实 时 解 码 和 对 比 发 展 前 景 LDPC 编 码 和 CCSDS 通 讯 协 议 作 为 目 前 在 卫 星 数 字 通 信 空 间 深 空 通 信 发 展 潜 力 巨 大 的 通 讯 编 码 方 式, 将 会 被 应 用 在 越 来 越 多 的 航 天 型 号 中 尤 其 是 我 国 在 嫦 娥 二 号 上 已 对 LDPC 技 术 进 行 了 验 证, 作 为 已 经 过 验 证 的 前 沿 技 术 必 然 会 被 大 量 应 用 在 未 来 的 航 天 深 空 探 测 任 务 中 作 为 对 研 制 产 品 可 靠 性 保 证, 对 LDPC 编 码 方 式 的 测 试 验 证 设 备 也 必 然 会 有 大 量 的 需 求 和 应 用 67

技 术 下 午 茶 Technology Forums 聚 焦 单 元 测 试 法 68 Focus on unit testing 文 刘 晓 东 旋 极 信 息 军 工 中 心 软 件 工 程 部 技 术 工 程 师 进 入 公 司 以 来, 参 与 单 元 测 试 项 目 近 百 个 接 触 的 客 户 数 十 家, 在 与 客 户 交 流 中, 普 遍 存 在 如 下 问 题 : 什 么 是 单 元 测 试? 单 元 测 试 该 怎 么 做? 单 元 测 试 有 什 么 方 法? 测 试 结 果 该 怎 么 统 计? 概 念 模 糊, 导 致 测 试 人 员 无 从 下 手, 不 能 分 清 Bug 的 严 重 程 度 基 于 此 类 问 题 同 各 位 测 试 人 员 共 同 讨 论, 编 写 了 如 下 我 认 为 比 较 全 面, 也 能 够 被 广 泛 接 受 的 单 元 测 试 知 识 1. 什 么 是 单 元 测 试? 单 元 测 试 (unit testing), 是 指 对 软 件 中 的 最 小 可 测 试 单 元 进 行 检 查 和 验 证 单 元 是 规 格 说 明 书 中 的 最 小 单 元, 包 括 函 数 子 程 序 程 序 单 元 测 试 关 注 独 立 的 函 数 功 能, 是 测 试 过 程 中 最 低 级 别 的 测 试 活 动 需 要 开 发 一 个 或 多 个 测 试 用 例 执 行 单 元 测 试 2. 为 什 么 要 进 行 单 元 测 试? 不 同 行 业 安 全 等 级 要 求, 强 制 要 求 高 度 推 荐 基 于 商 业 风 险 和 ROI 考 虑, 降 低 后 续 维 护 难 度 和 成 本 单 元 测 试 能 够 把 问 题 定 位 到 开 发 阶 段, 及 时 修 改, 提 高 代 码 质 量, 缩 短 上 线 时 间 良 好 的 单 元 测 试 可 以 提 高 开 发 人 员 的 信 心 3. 单 元 测 试 能 做 什 么? 1) 完 成 不 同 行 业 单 元 测 试 覆 盖 率 要 求

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 2) 检 查 代 码 前 后 逻 辑 是 否 合 理, 发 现 互 锁 死 锁 问 题 3) 依 照 需 求 文 档, 做 功 能 测 试 4) 弥 补 静 态 遗 漏 的 重 大 错 误 如 : 除 零 未 初 始 化 指 针 解 引 用 数 组 越 界 4. 目 前 国 内 的 情 况? 测 试 从 上 世 纪 90 年 代 进 入 中 国, 目 前 国 内 大 的 测 评 中 心 大 企 业 已 经 完 全 掌 握 了 单 元 测 试 的 测 试 策 略 和 测 试 方 法 小 企 业 普 遍 存 在 测 试 人 员 不 懂 什 么 是 单 元 测 试, 怎 样 进 行 单 元 测 试, 很 少 能 看 懂 代 码 的 情 况 而 开 发 人 员 很 少 能 够 提 供 完 整 的 详 细 设 计 报 告 需 求 报 告 导 致 单 元 测 试, 以 凑 测 试 报 告 为 目 的 市 面 上 的 绝 大 多 数 的 测 试 工 具, 需 要 测 试 人 员 分 析 代 码 逻 辑, 手 动 设 计 测 试 用 例 费 时 费 力 效 率 底 下 5. 单 元 测 试 的 要 求? 覆 盖 率 要 求, 语 句 覆 盖 率 分 支 覆 盖 率 MC/DC 覆 盖 率 入 口 点 覆 盖 率 调 用 返 回 覆 盖 率 功 能 测 试 要 求, 边 界 值 测 试, 外 边 界 测 试, 内 边 界 测 试 鲁 棒 性 测 试 要 求, 极 值 测 试 测 试 结 果 分 析, 各 种 覆 盖 率 度 量, 关 键 数 据 如 全 局 变 量 参 数 返 回 值 检 查 测 试 报 告, 不 同 行 业 按 照 各 自 的 行 业 标 准 提 交 测 试 报 告 6. 单 元 测 试 该 怎 么 做? 确 定 输 入 输 出 值, 输 入 值 包 括, 全 局 变 量 输 入 参 数 调 用 外 部 函 数 的 返 回 值 输 出 值 包 括, 全 局 变 量 输 入 外 部 函 数 调 用 的 参 数 指 定 外 部 函 数 调 用 的 顺 序 返 回 值 根 据 需 求 文 档 和 详 细 设 计 文 档 设 计 测 试 用 例 执 行 测 试 用 例, 分 析 测 试 结 果 生 成 测 试 报 告, 提 交 测 试 报 告 单 7. 单 元 测 试 的 策 略? 单 元 测 试 策 略 主 要 有 以 下 三 种 : 1) 自 顶 向 下 : 顶 层 的 单 元 最 先 测 试, 打 桩 为 测 试 的 单 元 来 控 制 测 试, 已 完 成 测 试 的 父 单 元 用 于 调 用 子 单 元 2) 自 底 向 上 : 先 测 试 最 底 层 的 单 元, 测 试 由 测 试 驱 动 控 制, 测 试 父 单 元 需 要 使 用 完 全 测 试 的 子 单 元 3) 隔 离 测 试 : 单 元 被 从 其 他 单 元 隔 离 出 来 测 试, 需 要 设 计 调 用 被 测 单 元 的 测 试 驱 动, 其 他 模 块 由 桩 来 模 拟 基 于 单 元 变 更 的 影 响 大 小 和 减 少 维 护 和 完 整 生 命 周 期 费 用 考 虑, 建 议 采 取 隔 离 测 试 策 略 为 最 佳 方 案 8. 单 元 测 试 方 法 : 单 元 测 试 的 方 法 主 要 是 黑 盒 测 试 方 法 和 白 盒 测 试 方 法 两 种 : 黑 盒 技 术 包 括 : 基 于 规 格 说 明 : 使 用 需 求 规 格 设 计 用 例, 每 个 测 试 用 例 测 试 规 格 说 明 中 的 一 行 或 多 行 等 价 类 划 分 : 把 输 入 输 出 划 分 为 不 同 的 区 域, 每 一 区 域 都 应 设 计 测 试 用 例 边 界 值 分 析 : 错 误 往 往 存 在 于 边 界 区 域, 在 边 界 值 周 围 设 计 测 试 用 例 白 盒 技 术 包 括 : 分 支 测 试 : 确 定 单 元 中 的 分 支, 然 后 设 计 测 试 用 例 遍 历 每 个 分 支 条 件 测 试 : 确 定 单 元 中 的 独 立 布 尔 条 件, 设 计 改 变 每 个 条 件 的 测 试 用 例 内 部 边 界 值 测 试 : 确 定 实 际 输 入 输 出 边 界, 然 后 设 计 围 绕 他 们 的 测 试 用 例 9. 设 计 测 试 用 例 步 骤 : 1) 运 行 起 来 : 先 不 考 虑 分 支 条 件, 使 单 元 在 最 简 单 的 方 式 下 运 行 起 来 2) 正 向 测 试 : 采 用 黑 盒 技 术 设 计 测 试 用 例 来 验 证 单 元 的 功 能 3) 逆 向 测 试 : 对 已 有 的 测 试 用 例 扩 展, 用 来 检 查, 测 试 用 例 没 有 检 查 到 的 数 据 没 有 调 用 过 的 单 元 在 单 元 较 弱 或 容 易 出 问 题 的 区 域 中 添 加 测 试 用 例 4) 特 殊 考 虑 : 在 性 能 安 全 需 求 保 密 需 求 区 域 添 加 测 试 用 例 覆 盖 率 测 试 : 添 加 测 试 用 例 来 覆 盖 已 有 用 例 未 覆 盖 的 语 句 和 分 支, MC/DC 总 结 : 把 代 码 问 题 缩 小 范 围 在 开 发 阶 段 锁 定 Bug 是 单 元 测 试 的 主 旨 要 求, 通 过 上 述 内 容 的 单 元 测 试 基 础 普 及 知 识, 可 以 让 测 试 人 员 有 的 放 矢, 有 章 可 循, 对 测 试 工 作 充 满 热 情 对 于 文 章 中 出 现 的 测 试 理 论, 测 试 术 语 可 参 考 ISTQB 初 级 大 纲 对 测 试 策 略 和 测 试 用 例 设 计 的 方 法 具 体 的 实 施, 欢 迎 咨 询 我 们 69

技 术 下 午 茶 Technology Forums FPGA 测 试 中 的 动 态 仿 真 与 形 式 验 证 随 着 科 技 的 发 展, 电 子 产 品 的 集 成 度 越 来 越 高, 实 现 的 功 能 越 来 越 来 复 杂, 从 CPLD 发 展 而 来 的 FPGA 因 其 集 合 了 软 件 的 灵 活 性 与 硬 件 的 高 速 性 而 受 到 市 场 的 青 睐 目 前 FPGA 的 集 成 度 已 经 达 到 了 百 万 级, 如 Xilinx 的 Virtex UltraScale 系 列 的 逻 辑 单 元 数 (Logic Cells) 已 经 达 到 了 4.4M, 同 时 内 部 还 集 成 了 DSP Slice( 用 于 进 行 复 杂 的 数 学 运 算 ) PCI Express 模 块 等, 再 配 合 第 三 方 的 IP 核 即 可 实 现 非 常 复 杂 的 功 能 与 应 用, 甚 至 一 片 FPGA 就 能 够 实 现 整 个 核 心 系 统 面 对 如 此 复 杂 庞 大 的 系 统 设 计, 在 实 际 的 开 发 中 如 何 能 高 效 完 备 的 完 成 测 试 验 证 便 成 了 摆 在 每 个 开 发 团 队 面 前 的 难 题 常 用 的 验 证 手 段 是 软 件 仿 真, 但 是 仿 真 迭 代 时 间 过 长 一 直 都 是 软 件 仿 真 的 一 个 短 板, 尽 管 EDA 厂 商 一 直 在 改 进 仿 真 工 具, 但 同 时, 当 今 设 计 的 规 模 与 复 杂 度 也 在 不 断 的 增 加, 导 致 现 在 的 仿 真 时 间 反 而 更 长 了 形 式 验 证 技 术 的 应 用 在 一 定 程 度 上 加 快 了 验 证 的 速 度, 弥 补 了 仿 真 带 来 的 不 足, 但 是 由 于 形 式 验 证 技 术 门 槛 比 较 高, 使 得 这 一 技 术 的 推 广 应 用 一 直 都 是 一 个 难 题 ; 下 面 本 文 将 分 别 对 这 两 种 验 证 技 术 进 行 介 绍 Dynamic simulation and formal verification in FPGA test 文 车 小 鹏 旋 极 信 息 军 工 中 心 航 空 总 线 部 技 术 支 持 工 程 师 1. 动 态 仿 真 动 态 仿 真 : 仿 真 软 件 借 助 CPU 来 模 拟 设 计 在 真 实 情 况 下 运 行 的 过 程 动 态 仿 真 的 验 证 流 程, 如 下 图 1 所 示 70 图 1 动 态 仿 真 流 程

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 在 仿 真 开 始 前, 验 证 工 程 师 要 真 工 具, 硬 件 仿 真 工 具 ( 如 Zebu) 以 FPGA 芯 片 为 核 心, 将 整 个 设 计 与 测 试 脚 本 配 置 到 专 用 硬 件 测 试 平 台, 通 过 专 用 硬 件 平 台 进 行 验 证 工 作 在 仿 真 结 束 后, 仿 真 工 具 会 给 出 覆 盖 率 信 息,FPGA 验 证 中 的 覆 盖 率 主 要 是 指 行 覆 盖 率 条 件 覆 盖 率 分 支 覆 盖 率 状 态 机 覆 盖 率 和 翻 转 覆 盖 率 通 过 分 析 输 出 的 覆 盖 率 信 息, 可 以 发 现 设 计 中 存 在 的 问 题 或 者 是 测 试 用 例 编 写 的 不 足 最 后 是 调 试 阶 段, 仿 真 中 主 要 的 调 试 手 段 是 通 过 输 出 的 波 形 来 分 析 设 计 中 存 在 的 问 题 动 态 仿 真 的 优 点 是 技 术 门 槛 不 高, 易 于 操 作, 设 计 工 作 者 可 以 同 时 兼 备 测 试, 缺 点 是 不 能 保 证 做 到 无 死 角 验 证, 且 仿 真 花 费 的 时 间 也 随 着 设 计 的 规 模 与 复 杂 度 的 增 长 而 快 速 增 长 ; 虽 然 硬 件 加 速 平 台 可 以 在 一 定 程 度 上 加 快 仿 真 的 速 度, 但 是 这 种 硬 件 加 速 平 台 价 格 非 常 高 昂, 且 配 置 工 作 也 不 简 单 逻 辑 综 合 后, 转 成 门 级 描 述 的 设 计, 因 为 综 合 工 具 本 身 可 能 存 在 的 BUG 或 不 足, 无 法 确 保 逻 辑 综 合 后 的 设 计 仍 然 与 RTL 级 的 设 计 逻 辑 功 能 一 致, 因 此 需 要 对 这 两 个 设 计 进 行 等 效 性 验 证 等 效 性 验 证 的 流 程 如 下 图 3 所 示 ; 等 效 性 验 证 主 要 工 作 都 是 由 工 具 实 现 ( 如 Formality), 验 证 人 员 分 别 将 两 个 设 计 输 入 给 等 效 性 验 证 工 具, 然 后 配 置 工 具, 告 诉 工 具 需 要 比 较 的 节 点, 然 后 工 具 会 自 动 进 行 比 较, 如 果 有 哪 个 节 点 的 比 较 结 果 为 不 一 致, 则 这 两 个 设 计 在 逻 辑 功 能 上 不 等 根 据 设 计 任 务 书 编 写 测 试 计 划, 然 后 在 测 试 计 划 通 过 审 查 后, 再 根 据 设 计 任 务 书 的 每 条 设 计 要 求 编 写 对 应 的 测 试 用 例 主 流 的 测 试 脚 本 编 写 语 言 是 Verilog 和 SystemVerilog, 这 两 种 语 言 都 提 供 C/C++ 接 口, 从 而 可 以 实 现 更 复 杂 的 验 证 功 能 测 试 脚 本 中 最 重 要 的 是 测 试 激 励 的 生 成, 其 次 是 测 试 结 果 的 收 集 和 分 析 在 测 试 用 例 通 过 审 查 后 便 可 以 进 行 仿 真 仿 真 包 含 RTL 级 仿 真 门 级 仿 真 和 时 序 仿 真 a)rtl 级 仿 真 就 是 功 能 仿 真,RTL 级 仿 真 不 包 含 任 何 延 时 信 息, 只 对 设 计 的 逻 辑 功 能 的 正 确 性 进 行 仿 真 验 证 ; b) 门 级 仿 真 是 对 RTL 代 码 经 过 综 合 工 具 逻 辑 综 合 后 的 门 级 网 表 进 行 的 仿 真 验 证, 门 级 网 表 只 包 含 器 件 的 延 时, 门 级 仿 真 的 主 要 目 的 是 检 验 逻 辑 综 合 过 程 的 正 确 性 ( 综 合 工 具 对 于 复 杂 设 计 的 逻 辑 综 合, 可 能 会 因 为 自 身 的 不 足 或 Bug, 而 导 致 综 合 后 的 门 级 网 表 与 综 合 前 的 RTL 级 代 码 逻 辑 功 能 不 一 致 ); c) 时 序 仿 真 是 逻 辑 综 合 后 的 门 级 网 表 经 过 布 局 布 线 后, 包 含 器 件 延 时 与 布 线 延 时 的 仿 真, 时 序 仿 真 是 最 接 近 真 实 电 路 的 仿 真 在 FPGA 的 验 证 中, 只 有 在 RTL 仿 真 验 证 通 过 后 才 会 做 时 序 仿 真 在 仿 真 这 一 环 节 中, 仿 真 工 具 的 选 择 非 常 重 要, 目 前 网 上 最 流 行 的 仿 真 工 具 是 Modelsim,Modelsim 是 一 个 单 核 仿 真 工 具, 对 于 小 工 程 比 较 得 心 应 手, 但 是 对 于 大 工 程 仿 真 效 率 就 会 非 常 低 ; 此 时 可 以 选 择 支 持 多 核 的 仿 真 工 具, 如 VCS MX, 能 同 时 用 多 个 CPU 进 行 仿 真 但 是 对 于 上 万 逻 辑 单 元 的 工 程, 即 使 选 用 VCS MX, 仿 真 迭 代 所 花 费 的 时 间 也 是 非 常 大 的, 此 时 可 以 考 虑 硬 件 仿 图 2 等 效 性 验 证 流 程 2. 形 式 验 证 属 性 验 证 (Property Checking) 用 于 验 证 设 计 是 否 正 确 的 实 现 了 某 个 或 某 些 确 定 的 属 性 属 性 验 证 的 流 程 如 下 图 4 所 示 形 式 验 证 : 根 据 给 定 的 形 式 规 范 或 属 性, 用 数 学 的 形 式 化 方 法 验 证 设 计 的 正 确 性 或 不 正 确 性 形 式 验 证 包 含 等 效 性 验 证 (Equivalence Checking) 和 属 性 验 证 (Property Checking) 等 效 性 验 证 主 要 用 于 判 断 两 个 设 计 在 逻 辑 功 能 上 是 否 一 致 ; 等 效 性 验 证 主 要 的 应 用 场 合 包 括 : 1) 在 进 行 验 证 的 时 候, 经 常 会 在 原 设 计 中 插 入 扫 描 电 路, 目 的 是 能 够 提 供 更 多 的 内 部 信 号 变 化 的 信 息, 但 是 如 何 判 断 扫 描 电 路 的 插 入 是 否 影 响 到 了 原 始 设 计 的 功 能, 就 需 要 做 等 效 性 验 证 ; 2)RTL 描 述 的 设 计 在 经 过 综 合 工 具 图 3 属 性 验 证 流 程 属 性 验 证 的 第 一 步 是 从 设 计 规 格 书 中 提 取 设 计 要 求 ( 设 计 规 格 书 中 的 设 计 要 求 都 是 用 通 俗 语 言 书 写 的, 验 证 工 具 无 法 理 解 ), 并 用 形 式 化 的 语 言 ( 如 CTL LTL) 重 新 编 写 这 些 要 71

技 术 下 午 茶 Technology Forums 求, 重 新 编 写 后 的 设 计 要 求 称 之 为 属 性, 属 性 就 是 设 计 行 为 的 描 述, 在 形 式 验 证 理 论 中, 属 性 可 以 划 分 为 以 下 三 类 : 1) Safety Properties: 永 远 不 能 发 生 的 行 为 ; 例 如, 总 线 仲 裁 器 永 远 不 会 同 时 批 准 两 个 总 线 请 求 2) Liveness Properties: 最 终 会 发 生 的 行 为 ; 例 如, 总 线 请 求 最 终 会 得 到 总 线 仲 裁 器 的 批 准 3) Strong Liveness/Fairness Properties: 有 条 件 的 且 最 终 会 发 生 的 行 为 ; 例 如, 某 一 总 线 请 求 必 须 在 每 一 个 时 钟 都 为 TRUE, 则 在 将 来 的 某 一 个 时 钟, 这 一 个 总 线 请 求 将 会 得 到 总 线 仲 裁 器 的 批 准 在 得 到 这 些 属 性 后, 需 要 对 其 进 行 严 格 测 试, 确 保 其 产 生 的 意 图 与 设 计 规 格 书 中 的 设 计 要 求 完 全 一 致 ; 然 后 根 据 得 到 的 属 性 与 原 设 计, 编 写 约 束, 约 束 的 主 要 作 用 是 告 诉 工 具, 设 计 的 哪 些 输 入 是 合 理 的 哪 些 输 入 是 不 合 理 的, 约 束 的 太 松, 会 导 致 不 合 理 的 输 入 产 生, 从 而 导 致 验 证 中 断, 太 紧, 则 会 导 致 合 理 的 输 入 未 被 验 证, 导 致 验 证 出 现 死 角 ; 在 属 性 与 约 束 都 编 写 完 成 后, 便 可 以 按 照 图 3 所 示, 将 他 们 输 入 到 属 性 验 证 工 具 中, 工 具 会 自 动 在 约 束 下 遍 历 设 计 的 全 部 输 入, 并 输 出 结 果 显 示 设 计 对 每 个 属 性 的 实 现 的 情 况, 如 果 某 个 属 性 设 计 未 能 够 正 确 实 现, 则 工 具 会 定 位 出 当 时 的 输 入, 并 给 出 对 应 的 波 形 形 式 验 证 的 优 点 是 速 度 快, 且 以 每 个 属 性 为 单 位, 遍 历 对 应 的 所 有 合 法 输 入, 做 到 无 死 角 的 验 证, 缺 点 是 操 作 复 杂, 需 要 验 证 人 员 对 自 己 所 使 用 的 形 式 验 证 工 具 有 比 较 深 入 的 了 解, 同 时 要 求 有 比 较 好 的 计 算 机 数 学 基 础 3. 总 结 动 态 仿 真 与 形 式 验 证 最 主 要 的 不 同 点 是, 动 态 仿 真 需 要 输 入 测 试 向 量, 形 式 验 证 不 需 要 输 入 测 试 向 量 ; 动 态 仿 真 是 通 过 验 证 人 员 设 计 编 写 测 试 脚 本 输 入 测 试 向 量, 然 后 观 察 分 析 输 出, 而 形 式 验 证, 则 是 分 析 设 计 的 输 出 行 为, 然 后 给 输 入 加 约 束, 最 后 交 给 形 式 验 证 工 具 自 动 产 生 测 试 向 量 并 完 成 验 证 ; 两 种 验 证 技 术 的 思 路 不 同 在 实 际 的 验 证 过 程 中, 可 以 根 据 这 两 种 验 证 方 法 各 自 的 优 点 与 缺 点 来 开 展 验 证 工 作, 发 挥 各 自 的 优 势, 提 高 验 证 工 作 的 效 率 72

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 软 件 缺 陷 分 析 技 术 研 究 报 告 代 码 静 态 缺 陷 分 析 是 指 在 不 运 行 软 件 的 前 提 下 进 行 的 分 析 过 程, 静 态 缺 陷 分 析 的 对 象 通 常 是 源 代 码 针 对 源 代 码 分 析 时 会 获 得 更 多 的 语 义 信 息, 更 便 于 分 析 使 用 静 态 缺 陷 分 析 方 法, 可 以 比 较 全 面 地 考 虑 执 行 路 径 的 信 息, 因 此 能 够 发 现 更 多 的 漏 洞, 提 高 分 析 准 确 率 静 态 缺 陷 分 析 技 术 结 合 了 代 码 的 词 法 分 析 语 法 分 析 和 语 义 分 析, 通 过 对 程 序 状 态 的 分 析, 能 够 发 现 程 序 的 运 行 时 错 误 代 码 检 查 模 块 是 自 动 化 的 适 应 大 规 模 代 码 的 和 准 确 的 静 态 缺 陷 分 析 工 具, 能 精 确 地 检 测 出 代 码 中 复 杂 的 缺 陷 和 安 全 漏 洞, 给 出 软 件 评 价 报 告 静 态 缺 陷 分 析 技 术 最 早 出 现 在 大 学 的 科 研 机 构 中 以 及 高 科 技 研 究 部 门, 已 经 有 了 很 多 年 的 历 史, 而 且 在 很 早 时 候, 大 家 就 已 经 意 识 到 软 件 静 态 缺 陷 分 析 技 术 在 降 低 缺 陷 管 理 成 本 方 面 的 作 用, 并 且 尽 可 能 在 软 件 开 发 的 日 常 过 程 中 进 行 静 态 缺 陷 分 析 工 作 但 是, 前 期 的 软 件 静 态 缺 陷 分 析 技 术 应 用 并 非 预 期 的 那 样 有 效, 也 没 有 真 正 成 为 开 发 人 员 的 日 常 开 发 工 作 的 一 部 分 原 因 有 三 : 1) 软 件 静 态 缺 陷 分 析 技 术 由 于 其 算 法 的 特 殊 性 分 析 占 用 的 时 间 资 源 问 题, 导 致 无 法 对 大 型 软 件 (10 万 代 码 行 以 上 ) 进 行 分 析 ; 2) 早 期 的 静 态 缺 陷 分 析 技 术 误 报 现 象 严 重, 开 发 人 员 面 临 大 量 的 误 报 需 要 辨 别 其 真 伪, 耗 时 耗 力, 并 且 淹 没 了 真 正 的 缺 陷 所 在 ; 3) 性 能 问 题, 静 态 缺 陷 分 析 过 Research report of software defect analysis technology 文 任 建 国 旋 极 信 息 军 工 中 心 软 件 工 程 部 软 件 工 程 主 管 73

技 术 下 午 茶 Technology Forums 74 程 通 常 很 慢, 无 法 应 用 到 开 发 人 员 的 日 常 开 发 环 境 当 中 随 着 计 算 机 技 术 的 发 展, 计 算 资 源 效 率 日 新 月 异, 更 重 要 的 是 静 态 缺 陷 分 析 技 术 正 在 逐 渐 成 熟 起 来, 现 在 的 静 态 缺 陷 分 析 技 术 已 经 与 以 前 有 了 质 的 飞 跃, 这 些 都 使 得 静 态 缺 陷 分 析 技 术 进 行 软 件 开 发 测 试 成 为 现 实 1. 早 期 的 软 件 静 态 缺 陷 分 析 最 初 的 静 态 缺 陷 分 析 方 法 人 工 代 码 审 查 一 直 到 现 在, 人 工 代 码 审 查 的 方 式 一 直 都 在 应 用, 这 种 方 式 的 确 是 有 效 的 提 高 软 件 质 量 的 方 式, 但 这 种 方 式 具 有 如 下 的 弊 端 : 人 工 方 式 具 有 很 大 的 不 可 靠 性, 随 着 复 杂 度 增 加, 错 误 会 淹 没 在 代 码 里, 经 验 证 明, 超 过 百 行 的 代 码 进 行 审 查 时, 发 现 问 题 是 很 困 难 的 ; 人 工 方 式 耗 时, 容 易 犯 错 误 ; 要 求 审 查 人 员 在 软 件 质 量 方 面 具 有 较 深 的 造 诣, 才 能 取 得 好 的 效 果 ; 最 简 单 的 静 态 缺 陷 分 析 方 法 -grep 强 大 的 搜 索 源 代 码 的 能 力 ; 不 能 识 别 语 法 句 法 注 释 字 符 串 声 明 函 数 调 用 等, 灵 敏 度 很 低 ; 基 于 基 本 词 法 分 析 的 静 态 缺 陷 分 析 是 早 期 静 态 缺 陷 分 析 工 具 采 用 的 静 态 缺 陷 分 析 方 法, 如 ITS4 FlawFinder RATS 等 ; 能 够 区 分 发 生 缺 陷 的 词 汇, 例 如 能 区 分 gets(&buf) 与 int begetsnextchild = 0 中 的 gets 关 键 字 ; 过 程 : 缺 点 : 产 生 许 多 的 误 报 (false positives), 原 因 是 没 有 考 虑 目 标 代 码 的 语 义 (Semantics); 不 能 很 好 地 理 解 代 码 执 行 时 的 行 为, 尽 管 有 些 缺 陷 信 号 非 常 明 显, 不 需 要 语 义 解 析 就 能 准 确 定 位, 但 大 多 数 的 缺 陷 都 不 是 那 么 直 接 了 当 ; 2. 新 一 代 软 件 静 态 缺 陷 分 析 技 术 原 则 新 一 代 的 软 件 静 态 缺 陷 分 析 技 术 使 用 了 如 下 的 分 析 原 则 : 使 用 许 多 抽 象 的 程 序 约 束 来 映 射 源 代 码 的 结 构 理 论 基 础 程 序 分 析 (Program Analysis) 使 用 静 态 技 术 对 程 序 执 行 时 状 态 和 行 为 的 集 合 进 行 预 测 ; 但 程 序 分 析 包 括 运 行 时 错 误 是 不 可 判 定 的, 没 有 固 定 可 靠 的 方 法 能 够 真 正 回 答 程 序 是 不 是 有 运 行 时 错 误, 这 是 数 学 理 论 上 不 可 能 实 现 的 ; 采 用 替 代 的 方 法, 简 化 所 有 的 程 序 分 析 问 题 成 为 可 以 跟 踪 和 计 算 的 问 题 ; 基 本 思 路 使 用 抽 象 语 法 树 (Abstract Syntax Tree), 从 源 代 码 利 用 借 鉴 编 译 技 术 的 方 法 构 建 一 个 AST, 并 加 入 更 为 丰 富 的 语 义 状 态 的 描 述 基 本 方 法 模 型 检 查 模 型 检 查 是 一 个 荣 获 图 灵 奖 的 技 术, 可 以 高 效 地 在 非 常 大 的 强 流 通 图 中 搜 索 感 兴 趣 的 属 性 它 第 一 次 的 应 用 是 验 证 具 有 数 百 万 元 素 的 大 型 数 字 电 路 在 半 导 体 领 域, 模 型 检 测 是 深 度 验 证 关 键 系 统 设 计 的 例 行 标 准 利 用 模 型 检 测 技 术, 为 每 个 带 有 注 释 信 息 的 C / C++ 函 数 构 建 控 制 流 这 些 信 息 可 以 是 关 于 内 存 在 哪 里 分 配 释 放 读 出 以 及 写 入 这 些 位 置 映 射 在 控 制 流 结 构 上, 然 后 用 模 型 检 测 技 术 检 查 属 性, 比 如, 程 序 中 是 否 存 在 这 样 一 个 路 径, 在 这 个 路 径 中 内 存 分 配 没 有 释 放 模 型 检 测 技 术 对 所 有 函 数 进 行 路 径 敏 感 的 精 确 分 析, 在 同 一 时 间 有 效 地 处 理 数 以 百 计 的 检 查 和 变 量, 非 常 适 用 于 快 速 精 确 的 分 析 交 互 过 程 分 析 有 效 的 分 析 整 个 程 序 的 数 据 流 和 依 赖 性, 设 想 一 下, 一 个 函 数 为 指 针 p 分 配 NULL 值, 然 后 指 针 p 作 为 参 数 传 递 函 数 f, 又 从 函 数 f 传 递 到 函 数 g, 最 后 只 在 函 数 g 中 引 用 指 针 p 其 他 的 代 码 审 查 手 段 很 难 检 测 出 这 样 的 NULL 指 针 解 引 用, 此 技 术 能 够 自 动 检 测 出 这 些 严 重 的 问 题 分 析 时, 为 每 个 函 数 建 立 精 细 的 总 结 信 息, 在 调 用 图 之 间 传 递 这 些 信 息 通 过 过 程 间 分 析, 所 有 新 的 信 息 被 包 含 在 现 有 的 检 查 中, 从 而 在 本 质 上 更 加 精 确

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 基 本 块, 边 是 描 述 控 制 如 何 从 一 个 基 本 块 转 移 到 另 一 个 基 本 块 图 可 以 解 决 很 多 问 题, 例 如 : 以 图 中 边 的 抽 象 得 出 数 学 方 程, 其 解 就 是 可 达 性 问 题 的 答 案 基 于 约 束 的 分 析 从 程 序 文 本 产 生 一 系 列 的 本 地 约 束, 通 过 解 译 这 些 约 束 来 验 证 所 有 的 属 性 类 型 与 结 果 分 析 是 结 果 系 统 和 注 释 的 类 型 系 统 的 混 合 结 果 系 统 表 达 一 个 语 句 的 执 行 有 什 么 结 果 ; 注 释 的 类 型 系 统 提 供 结 果 系 统 的 语 义 这 种 分 析 广 泛 应 用 于 各 类 编 译 器 ( 如 :gcc Wall 选 项 ) 静 态 缺 陷 分 析 技 术 方 法 的 目 标 平 衡 与 关 键 问 题 静 态 缺 陷 分 析 方 法 由 于 其 算 法 特 殊 性, 静 态 缺 陷 分 析 不 可 能 分 析 程 序 的 所 有 状 态 从 而 完 全 判 定 程 序 是 不 是 有 缺 陷, 因 此 静 态 缺 陷 分 析 采 用 了 各 种 逼 近 的 算 法 来 尽 可 能 追 求 不 同 的 目 标, 例 如 : 能 够 找 到 尽 可 能 多 的 缺 陷 ; 提 高 报 告 的 准 确 率 ; 这 样, 以 不 同 目 标 进 行 分 析 的 算 法, 往 往 会 倾 向 于 某 个 特 定 目 标, 从 而 降 低 对 其 它 目 标 的 追 求, 这 样, 在 静 态 缺 陷 分 析 方 法 中 就 存 在 这 样 几 类 的 目 标 平 衡 和 关 键 问 题 : 准 确 与 全 面 的 平 衡 我 们 知 道, 程 序 分 析 包 括 运 行 时 错 误 是 不 可 完 全 判 定 的, 没 有 固 定 的 方 法 能 够 真 正 回 答 程 序 是 不 是 有 运 行 时 错 误, 这 是 数 学 理 论 上 不 可 能 实 现 的 ; 采 用 替 代 的 方 法, 简 化 所 有 的 程 序 分 析 问 题 成 为 可 以 跟 踪 的 问 题 ; 这 种 简 化 或 者 说 近 似 不 可 避 免 地 或 者 导 致 准 确 性 下 降 或 者 导 致 全 面 性 下 降 ; 换 句 话 说, 要 追 求 准 确, 就 要 牺 牲 全 面, 反 之 亦 然 注 释 与 外 部 检 查 注 释 提 供 对 程 序 代 码 细 粒 度 的 说 明, 基 于 注 释 的 静 态 缺 陷 分 析 系 统 通 常 能 够 比 外 部 检 查 系 统 发 现 更 全 面 的 问 题 ; 但 基 于 注 释 的 程 序 与 源 程 序 同 步 起 来 困 难, 重 用 性 差 ; 随 着 程 序 复 杂 性 增 加, 原 来 添 加 的 注 释 已 经 不 能 适 用, 产 生 大 量 的 错 误 报 告, 需 要 添 加 新 的 注 释 ; 但 很 难 确 定 到 底 添 加 多 少 注 释 合 适 不 过 最 新 的 基 于 注 释 的 静 态 缺 陷 分 析 器 正 在 考 虑 自 动 化 注 释 过 程, 从 而 解 决 这 个 问 题 适 应 性 (Scalability) 适 应 性 是 指 分 析 大 型 复 杂 程 序 的 适 应 能 力 ; 一 般 的 自 动 分 析 器 随 着 程 序 复 杂 度 增 加, 很 容 易 就 满 载 了 进 行 过 程 间 分 析 和 过 程 内 分 析 的 方 法 具 有 不 同 级 别 的 适 应 性, 过 程 间 分 析 能 够 发 现 更 多 的 bug, 比 过 程 内 分 析 更 为 准 确 ; 但 过 程 间 分 析 代 价 很 高 (CPU 内 存 等 ), 与 程 序 大 小 为 超 线 性 增 长 抽 象 数 据 追 踪 沿 着 控 制 流 与 函 数 跟 踪 信 息 快 速 估 算 某 些 值 的 范 围, 确 定 数 组 的 大 小 不 同 条 件 短 路 运 算 符 等, 并 根 据 隐 含 约 束 计 算 最 小 值 和 最 大 值, 可 以 检 测 到 最 后 一 个 数 组 读 取 会 发 生 缓 冲 区 溢 出, 而 其 他 地 方 没 有 此 外, 即 使 与 其 他 变 量 存 在 着 基 本 的 算 术 运 算, 也 可 以 跟 踪 最 大 值 和 最 小 值, 这 些 运 算 包 括 加 法 / 减 法 和 乘 法 运 算 由 此 获 得 的 信 息 也 被 用 来 丢 弃 不 可 行 的 程 序 路 径 将 程 序 映 射 成 更 加 抽 象 的 域 (Domain), 使 分 析 更 加 具 有 可 跟 踪 性 并 具 有 检 验 代 码 的 作 用 ; 抽 象 解 析 通 过 计 算 能 够 直 接 得 出 分 析 结 果, 而 不 是 像 其 他 类 型 的 方 法 使 用 验 证 的 方 式 进 行 分 析 3 静 态 缺 陷 分 析 技 术 的 实 现 使 用 新 一 代 的 静 态 缺 陷 分 析 工 具 Goanna 针 对 源 代 码 分 析 时 会 获 得 更 多 的 语 义 信 息, 更 便 于 分 析, 可 以 比 较 全 面 地 考 虑 执 行 路 径 的 信 息, 因 此 能 够 发 现 更 多 的 漏 洞, 提 高 分 析 准 确 率 Goanna 静 态 缺 陷 分 析 技 术 结 合 了 代 码 的 词 法 分 析 语 法 分 析 和 语 义 分 析, 通 过 对 程 序 状 态 的 分 析, 能 够 发 现 程 序 的 运 行 时 错 误 Goanna 是 自 动 化 的 适 应 大 规 模 代 码 的 和 准 确 的 静 态 缺 陷 分 析 工 具, 能 精 确 地 检 测 出 代 码 中 复 杂 的 缺 陷 和 安 全 漏 洞, 给 出 软 件 评 价 报 告 Goanna 按 照 如 下 四 个 步 骤 分 析 软 件 代 码 : 数 据 流 分 析 将 程 序 看 作 是 图, 节 点 是 程 序 的 75

技 术 下 午 茶 Technology Forums 步 骤 1 构 建 和 代 码 分 析 化 了 Goanna 在 客 户 开 发 环 境 中 的 部 署, 保 证 测 试 验 证 环 境 与 开 发 环 境 的 一 致 性 Goanna 代 码 分 析 准 确 的 构 建 信 息 和 源 代 码 资 源 是 代 码 分 析 系 统 的 两 个 输 入 Goanna 使 用 模 型 分 析 技 术 对 代 码 进 行 解 析 编 译 和 链 接, 产 生 Goanna 的 中 间 分 析 数 据 Goanna 代 码 分 析 技 术 依 赖 编 译 原 理, 与 编 译 器 编 译 过 程 类 似, 适 应 大 规 模 的 代 码, 可 以 对 上 万 行 的 客 户 代 码 进 行 分 析 Goanna 提 供 对 大 多 数 嵌 入 式 与 主 机 开 发 环 境 的 支 持, 可 以 自 动 分 析 不 同 方 言 类 型 的 代 码. 步 骤 2 代 码 和 系 统 缺 陷 知 识 库 整 合 Goanna 中 间 分 析 数 据 代 码 分 析 时 产 生 的 中 间 分 析 数 据, 存 储 如 下 的 详 细 代 码 模 型 : 抽 象 语 法 树 高 层 次 的 中 间 程 序 表 示, 将 代 码 分 解 为 语 法 和 语 义 结 构, 以 树 的 方 式 组 织 在 一 起 样 例 结 构 包 括 : 声 明 语 句 和 表 达 式 调 用 图 包 括 函 数 和 / 或 方 法 调 用 其 他 函 数 和 方 法 的 信 息 控 制 流 图 控 制 流 分 析 包 括 所 有 的 关 于 软 件 任 务 链 的 信 息, 利 用 这 些 结 果 能 够 跟 踪 所 有 的 可 能 执 行 路 径 通 过 确 保 缺 陷 检 测 已 经 执 行 了 所 有 的 代 码 路 径, 提 高 率 代 码 缺 陷 检 查 的 覆 盖 率 平 台 缺 陷 知 识 库 文 件 Goanna 随 产 品 发 布 提 供 一 个 平 台 专 有 信 息 的 详 细 缺 陷 知 识 库 无 需 解 析 代 码, 就 可 以 知 道 函 数 行 为 的 信 息 平 台 缺 陷 知 识 库 既 增 强 了 分 析 的 准 确 性 ( 减 少 误 报 ), 又 提 高 了 缺 陷 检 测 能 力 ( 减 少 漏 报 ) 客 户 缺 陷 知 识 库 文 件 ( 可 选 ) Goanna 也 允 许 用 户 添 加 自 己 系 统 中 所 使 用 的 第 三 方 库 的 特 定 描 述 步 骤 3 函 数 间 的 缺 陷 分 析 Goanna 缺 陷 分 析 步 骤 2 完 成 后,Goanna 的 缺 陷 分 析 就 开 始 运 行, 选 取 多 种 代 码 检 查 技 术 来 检 测 代 码 中 的 缺 陷 在 高 层 次 上,Goanna 的 缺 陷 分 析 结 合 了 语 法 检 查 技 术 和 逻 辑 分 析 技 术, 在 整 个 系 统 中 追 踪 变 量 可 能 的 值 和 不 同 的 执 行 路 径 与 其 它 分 析 技 术 不 同,Goanna 从 多 种 技 术 中 选 择 分 析 方 法 来 保 持 适 应 性 ( 大 规 模 分 析 能 力 ) 和 健 壮 准 确 的 缺 陷 检 测 之 间 的 恰 当 平 衡 a) 模 型 检 查 模 型 检 测 技 术 对 所 有 函 数 的 行 为 进 行 建 模, 实 现 路 径 敏 感 的 精 确 分 析, 在 同 一 时 间 有 效 地 处 理 数 以 百 计 的 检 查 和 变 量, 非 常 适 用 于 快 速 精 确 的 分 析 b) 过 程 间 分 析 可 以 为 代 码 中 所 有 的 执 行 路 径 建 立 详 细 的 模 型, 并 在 全 局 的 或 者 全 系 统 的 层 次 上 覆 盖 代 码 在 此 项 技 术 中,Goanna 通 过 使 用 如 下 方 式 进 行 分 析 : 路 径 消 除 消 除 错 报 的 重 要 步 骤, 从 分 析 中 删 除 所 有 的 不 可 达 路 径 ; 别 名 分 析 更 加 准 确 理 解 系 统 内 存 使 用 情 况 ; 抽 象 解 释 和 约 束 解 析 提 供 代 码 中 变 量 可 能 值 的 推 导, 提 高 发 现 缺 陷 的 概 率 和 精 度, 提 高 分 析 的 质 量 启 发 式 排 序 为 静 态 缺 陷 分 析 工 具 报 告 的 缺 陷 分 配 概 率 值, 并 且 利 用 各 种 开 放 源 代 码 和 行 业 编 码 标 准 进 行 分 析, 缺 陷 分 析 积 累 的 知 识 库 和 概 率 都 集 成 到 工 具 中 c) 抽 象 数 据 追 踪 将 程 序 映 射 成 抽 象 的 域, 使 分 析 更 加 具 有 可 跟 踪 性 并 具 有 检 验 代 码 的 作 用 ; 抽 象 解 析 通 过 计 算 能 够 直 接 得 出 代 码 执 行 结 果, 从 而 预 测 程 序 在 某 步 骤 2 代 码 和 系 统 缺 陷 知 识 库 整 合 步 骤 3 跨 函 数 缺 陷 分 析 步 骤 4 缺 陷 数 据 库 生 成 步 骤 1 构 建 和 代 码 分 析 源 代 码 任 何 静 态 缺 陷 分 析 最 重 要 的 输 入, 包 括 : 所 有 软 件 源 代 码 相 关 的 软 件 配 置 项, 包 括 所 有 代 码 文 件 头 文 件 和 系 统 的 头 文 件 库 文 件 和 其 他 相 关 组 件, 即 可 以 完 成 编 译 链 接 过 程 的 所 有 资 源 文 件 自 动 构 建 监 控 另 一 个 同 等 重 要 的 输 入 信 息 是 客 户 构 建 软 件 的 准 确 信 息, 必 须 的 详 细 信 息 包 括 标 准 的 编 译 选 项, 如 头 文 件 目 录 ( I) 定 义 文 件 ( D) 等 目 的 是 使 Goanna 工 具 能 够 按 照 开 发 系 统 的 构 建 方 式 来 分 析 整 个 软 件 系 统 这 种 方 式 与 其 它 的 静 态 缺 陷 分 析 工 具 不 同, 其 它 静 态 缺 陷 分 析 工 具 不 能 生 成 代 码 的 全 系 统 视 图, 只 能 基 于 逐 个 文 件 (file by file) 的 方 式 进 行 分 析, 因 此 分 析 具 有 很 大 的 局 限 性 Goanna 提 供 易 于 使 用 的 自 动 工 具, 通 过 使 用 专 有 的 构 建 监 控 技 术 对 客 户 的 构 建 进 行 检 测, 产 生 一 个 构 建 规 格 文 件 此 创 新 技 术 简 76

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 些 特 定 条 件 下 可 能 出 错 可 检 查 除 零 错, 运 算 错 误 等 问 题 ; d) 数 据 流 分 析 技 术 (Data Flow Analysis) 将 程 序 看 作 是 图, 节 点 是 程 序 的 基 本 块, 边 是 描 述 控 制 如 何 从 一 个 基 本 块 转 移 到 另 一 个 基 本 块 图 可 以 检 查 出 代 码 不 可 达 的 问 题 ; e) 基 于 约 束 的 分 析 技 术 从 程 序 文 本 产 生 一 系 列 的 约 束, 通 过 分 析 约 束 来 验 证 所 有 的 代 码 属 性 ; 如 各 种 复 杂 度 的 检 查 f) 类 型 与 结 果 分 析 技 术 类 型 分 析 提 供 源 代 码 的 语 义, 结 果 表 达 一 个 语 句 的 执 行 结 果 判 定 数 据 类 型 是 否 匹 配, 指 针 是 否 匹 配, 是 否 引 用 空 指 针 函 数 行 为 知 识 库 即 缺 陷 库, 自 动 生 成 描 述 所 有 函 数 行 为 的 文 件, 作 为 系 统 缺 陷 分 析 的 一 部 分 集 成 到 系 统 中 可 以 用 于 开 发 人 员 的 桌 面 环 境, 保 证 开 发 人 员 只 对 系 统 中 自 己 的 部 分 进 行 检 测 所 有 的 跨 过 程 的 函 数 行 为 通 过 共 享 的 缺 陷 配 置 文 件 实 现, 以 保 证 开 发 人 员 获 得 基 于 全 系 统 环 境 的 准 确 结 果 步 骤 4 数 据 库 生 成 分 析 结 束 后,Goanna 将 生 成 的 所 有 数 据 存 储 到 数 据 库 中, 数 据 包 括 缺 陷 安 全 漏 洞 架 构 模 型 度 量 工 具 提 供 一 个 适 应 性 强 并 且 可 搜 索 的 数 据 库, 使 用 户 能 够 方 便 地 找 到 他 们 想 查 找 的 缺 陷 Goanna 能 够 按 照 每 次 构 建 跟 踪 质 量 问 题, 报 告 的 所 有 缺 陷 均 可 通 过 的 缺 陷 状 态 和 阶 段 进 行 管 理 4 静 态 缺 陷 分 析 技 术 的 使 用 模 式 4.1 Goanna 构 建 过 程 整 个 构 建 过 程 对 用 户 来 讲 是 自 动 的 :C/C++ 源 文 件, 经 过 goannacc 编 译 器 编 译, 生 成 目 标 文 件, 再 由 goanna 对 目 标 文 件 进 行 分 析, 生 成 带 有 缺 陷 信 息 的 目 标 文 件, 将 带 有 缺 陷 信 息 的 目 标 文 件 进 行 连 接, 生 成 构 建 结 果 数 据 库 tables 然 后, 从 tables 数 据 库,goanna 将 缺 陷 信 息 度 量 信 息 和 架 构 信 息 进 行 结 构 化 并 存 入 缺 陷 数 据 库, 通 过 web 界 面 进 行 缺 陷 报 告 4.2 分 析 过 程 通 过 Goanna 工 具 使 用 实 例 来 说 明 缺 陷 的 分 析 过 程 Firefox 源 码 大 约 10 万 行 代 码,Goanna 发 现 其 中 存 在 空 指 针 解 引 用 的 问 题, 以 此 来 说 明 如 何 使 用 Goanna 静 态 缺 陷 分 析 技 术 在 代 码 中 发 现 严 重 的 运 行 时 错 误 Goanna 何 能 够 自 动 推 断 一 个 函 数 的 行 为, 在 这 个 例 子 中, 通 过 考 虑 不 同 的 预 判 条 件, 推 断 某 个 指 针 的 可 能 值 和 之 后 的 参 数 引 用 下 图 是 从 Goanna 基 于 Web 的 缺 陷 引 用 和 管 理 界 面 中 截 取 的 图 片 图 片 的 右 方 窗 口 显 示 的 是 源 代 码 视 图, 而 左 方 窗 口 显 示 Goanna 的 缺 陷 追 溯 信 息, 通 过 这 些 信 息, 开 发 人 员 可 以 一 步 步 追 踪 查 看 代 码, 并 查 找 并 理 解 缺 陷 产 生 的 原 因 77

技 术 下 午 茶 Technology Forums 4.3 系 统 架 构 Goanna 产 品 基 于 安 装 目 录 和 静 态 缺 陷 分 析 项 目 目 录 之 上, 其 架 构 包 括 一 组 服 务 器 一 组 静 态 缺 陷 分 析 引 擎 一 组 客 户 端 应 用 软 件 缺 陷 分 析 平 台 包 含 了 软 件 行 业 内 所 总 结 出 来 的 编 程 约 束 条 件 和 常 见 问 题, 规 则 集 融 合 了 多 种 软 件 编 程 标 准 和 常 见 软 件 缺 陷, 使 分 析 引 擎 可 以 客 观 快 速 地 检 测 出 软 件 代 码 中 违 反 编 码 标 准 和 存 在 的 软 件 缺 陷, 当 前 软 件 缺 陷 集 包 括 : 1. 计 算 机 安 全 应 急 响 应 组 (CERT) C/C++ 软 件 安 全 编 程 标 准 2. 软 件 常 见 缺 陷 集 合 (Common Weakness Enumeration). 3. 汽 车 工 业 软 件 可 靠 性 组 织 (MISRA) C 和 C++ 标 准 (MISRA C:2004/2012 and C++:2008). 4. 国 军 标 C/C++ 软 件 编 程 标 准 GJB5369 和 GJB8114 规 则 分 类 软 件 缺 陷 分 析 平 台 强 制 实 施 如 下 规 则 : 通 用 软 件 缺 陷 类 型 : CERT 和 CWE 规 则 集 数 组 越 界 1. 对 外 部 数 组 没 有 隐 式 或 显 式 的 边 界 声 明 2. 访 问 数 组 ( 读 或 写 ) 时 越 界 3. 访 问 数 组 可 能 超 出 边 界, 依 赖 于 访 问 路 径 4. 由 指 向 数 组 的 指 针 引 发 的 访 问 数 组 超 出 边 界 5. 由 指 向 数 组 的 指 针 引 发 的 访 问 数 组 超 出 边 界, 依 赖 于 执 行 路 径 6. 使 用 负 下 标 访 问 数 组 内 存 泄 露 7. 用 动 态 内 存 分 配 的 对 象 自 赋 值 8. 类 成 员 用 构 建 函 数 或 赋 值 操 作 符 分 配 内 存, 但 没 有 在 析 构 函 数 中 释 放 9. 一 些 库 函 数 的 返 回 值 没 有 存 储, 引 起 内 存 溢 出 10. 使 用 new[] 分 配 的 存 储 单 元, 错 误 的 用 delete 或 free 释 放 11. 使 用 malloc() 或 calloc() 分 配 的 内 存 单 元, 没 有 用 free() 释 放 12. 动 态 分 配 内 存, 由 于 指 针 丢 失 或 范 围 边 界 丢 失, 引 起 内 存 泄 露 空 指 针 漏 洞 13. 指 针 ( 可 能 ) 被 赋 值 NULL, 然 后 被 间 接 引 用 14. 一 个 NULL 指 针 可 能 被 函 数 间 接 引 用 15. 指 针 先 引 用, 然 后 才 判 断 是 否 为 空 指 针 16. 指 针 已 被 确 定 为 空 仍 被 间 接 引 用 17. 指 针 已 被 确 定 为 空 仍 被 函 数 间 接 引 用 18. 以 常 量 NULL 作 为 函 数 的 实 参, 可 能 被 函 数 间 接 引 用 19. 一 个 指 针 ( 可 能 ) 被 分 配 为 NULL, 但 仍 被 引 用 20. 一 个 指 针 参 数 在 引 用 之 前 没 有 判 断 是 否 为 NULL 21. 指 针 参 数 在 引 用 之 前 只 在 一 些 路 径 上 判 断 了 它 是 否 为 NULL 22.( 可 能 ) 引 用 了 一 个 未 初 始 化 或 NULL 指 针 迭 代 器 滥 用 23. 迭 代 器 先 使 用, 后 与 end() 比 较 24. 迭 代 器 与 end(),rend() 比 较 后, 被 间 接 引 用 25. 使 用 无 效 的 迭 代 器 26. 在 STL 函 数 中 不 匹 配 的 迭 代 器 对 27. 存 储 begin(),end() 迭 代 器, 危 险 或 不 必 要 28. 未 初 始 化 的 迭 代 器 嵌 入 式 软 件 缺 陷 类 型 : 规 则 分 类 MISRA C 2004/2012 MISRA C++ 2008 和 GJB5369 GJB8114 算 术 错 误 1. 对 浮 点 数 进 行 == 或!= 操 作 2. 检 查 无 符 号 数 是 否 为 负 数 3. 检 查 无 符 号 数 是 否 为 正 数 或 Null 4. 表 达 式 的 结 果 为 零 被 用 作 除 数 5. 变 量 赋 值 为 零 后 被 用 作 除 数 6. 变 量 与 零 比 较 后 被 用 作 除 数 7. 变 量 在 与 零 比 较 之 前 被 用 作 除 数 8. 通 过 区 间 分 析 得 到 变 量 的 值 为 零 后 被 用 作 除 数 9. 表 达 式 用 作 除 数, 可 能 零 除 10. 全 局 变 量 在 用 作 除 数 之 前 未 判 断 是 否 为 零 11. 局 部 变 量 在 用 作 除 数 之 前 未 判 断 是 否 为 零 12. 函 数 实 参 在 用 作 除 数 之 前 未 判 断 是 否 为 零 13. 类 型 的 非 法 自 增 自 减 运 算 14. 变 量 在 使 用 后 才 检 查 是 否 非 负 15. 变 量 在 使 用 后 才 判 断 是 否 为 正 数 16. 由 隐 式 转 换 导 致 的 上 溢 或 下 溢, 如 宽 类 型 与 窄 类 型 间 的 转 换 17. 由 不 同 类 型 间 的 强 制 转 换 导 致 的 上 溢 或 下 溢 18. 移 位 运 算 的 操 作 数 超 出 范 围 19. 对 一 个 负 数 进 行 右 移 操 作 20. 使 用 sizeof*sizeof 编 程 缺 陷 21. 在 bool 操 作 数 间 使 用 算 术 运 算 22. 不 能 使 用 一 个 赋 值 表 达 式 产 生 一 个 bool 值 23. 无 符 号 整 型 常 量 表 达 式 的 计 算 溢 出 24. 一 个 表 达 式 中 自 增 自 减 操 作 符 与 其 他 操 作 符 混 合 在 一 起 25. 在 副 表 达 式 中 使 用 赋 值 操 作 26.for 语 句 条 件 中 使 用 非 循 环 变 量 27. 在 for 循 环 条 件 中 使 用 浮 点 数 28.switch, while, do, 或 for 丢 失 分 支 29. 在 一 个 循 环 条 件 中 有 多 个 控 制 变 量 30. 在 循 环 条 件 中 没 有 bool 终 止 31.for 条 件 中 的 bool 变 量 在 循 环 体 中 被 修 改 32. 循 环 计 数 变 量 可 能 不 匹 配 循 环 终 止 条 件 33. 循 环 计 数 被 修 改 为 不 连 续 的, 可 能 导 致 无 法 终 止 34. 未 初 始 化 的 循 环 变 量 35. 在 循 环 中 使 用 无 条 件 的 break, continue, return, 或 goto 语 句 36.for 循 环 中 的 循 环 变 量 在 主 体 中 被 修 改 37.if,for 或 while 语 句 为 空 语 句 38. 在 if, for,while 或 do 语 句 的 条 件 中 错 误 的 使 用 了 赋 值 操 作 39.switch 表 达 式 不 应 是 有 效 的 布 尔 值 40.switch 的 每 个 子 语 句 都 应 以 break 结 束, 除 非 有 明 确 的 fallthrough 声 明 41. 无 条 件 的 break 语 句 应 该 终 止 每 个 非 空 的 switch 子 句 42.switch 标 签 只 能 用 在 当 最 紧 密 封 闭 (closely-enclosing) 的 复 合 语 句 是 switch 语 句 体 的 时 候 43.switch 语 句 没 有 遵 守 misra 的 switch 语 法 44.switch 语 句 缺 少 分 支 45.switch 语 句 没 有 case 语 句 46.switch 语 句 的 最 后 子 句 应 该 是 default 子 句 不 可 达 语 句 47.switch 语 句 中 的 case 语 句 未 达 到 48. 比 较 结 果 永 远 为 真 49. 比 较 结 果 永 远 为 假 50. 一 个 常 量 使 用 在 循 环 或 if 语 句 中 的 条 件 51. 条 件 表 达 式 中 存 在 常 量 赋 值 52. 条 件 表 达 式 为 常 量 53. 条 件 表 达 式 总 是 非 零 或 真, 条 件 总 是 满 足 54. 条 件 表 达 式 总 是 零 或 假, 条 件 总 是 不 满 足 55. 在 所 有 的 执 行 路 径 中, 一 部 分 代 码 为 死 代 码 56. 冗 余 变 量 表 达 式 57. 一 个 函 数 没 有 返 回 值, 没 有 作 用, 不 做 任 何 事 58. 局 部 变 量 的 声 明, 隐 藏 了 全 局 变 量 59. 当 前 的 局 部 变 量 声 明 或 定 义 隐 藏 了 之 前 的 局 部 变 量 60. 一 个 局 部 变 量 的 声 明 定 义 隐 藏 了 类 的 成 员 61. 一 个 变 量 的 声 明 定 义 隐 藏 了 函 数 参 数 62. 一 个 语 句 的 执 行 部 产 生 任 何 副 作 用 63. 在 一 个 c++ 类 成 员 函 数, 一 个 变 量 被 分 配 给 本 身 64. 一 个 变 量 被 赋 值 但 是 未 使 用 65. 一 个 函 数 参 数 声 明 了 但 未 使 用 66. 未 用 的 函 数 返 回 值 67. 变 量 被 赋 值 但 未 使 用 68. 对 变 量 未 作 任 何 操 作 未 初 始 化 69. 表 达 式 的 值 在 标 准 所 允 许 的 任 何 运 算 次 序 下 都 应 该 是 相 同 的 70. 函 数 的 一 些 执 行 路 径 上 没 有 return 语 句 71. 数 组 未 初 始 化, 在 写 之 前 读 取 缓 存 里 的 值 72. 结 构 体 未 初 始 化 73. 结 构 体 的 一 个 字 段 在 初 始 化 之 前 被 读 取 74. 在 所 有 执 行 路 径, 变 量 在 赋 值 之 前 被 使 用 75. 在 一 些 路 径, 变 量 在 赋 值 之 前 被 使 用 78

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 APPLICATIONS 78 自 动 测 试 工 具 cantata6.2 在 航 天 型 号 软 件 单 元 测 试 中 的 应 用 82 1553B 板 卡 离 散 接 口 在 同 步 检 测 上 的 应 用 85 高 速 分 布 式 总 线 网 络 测 试 系 统 的 架 构 探 讨 88 单 元 测 试 铁 路 EN50128 认 证 项 目 实 战 79

产 品 应 用 Applications 自 动 测 试 工 具 cantata6.2 在 航 天 型 号 软 件 单 元 测 试 中 的 应 用 Application of the automatic testing tool Cantata6.2 in Space software unit testing 文 张 国 群 上 海 机 电 工 程 研 究 所 随 着 航 天 型 号 战 技 指 标 的 提 高, 计 算 机 的 日 益 广 泛 应 用, 软 件 已 深 入 到 航 天 型 号 的 各 个 层 面, 软 件 在 航 天 型 号 装 备 中 所 占 比 例 越 来 越 高, 规 模 越 来 越 大 因 此, 如 何 减 少 软 件 缺 陷 成 为 航 天 型 号 软 件 面 临 的 严 峻 挑 战 当 前, 在 型 号 软 件 开 发 的 各 个 阶 段 进 行 相 应 的 测 试 是 保 证 软 件 质 量 的 关 键 手 段 软 件 的 单 元 测 试 是 在 软 件 开 发 期 间 进 行 的, 通 过 软 件 单 元 测 试 能 够 及 早 发 现 软 件 代 码 中 错 误 而 一 般 的 单 元 测 试 工 具 是 需 要 用 户 手 工 编 写 测 试 脚 本, 将 测 试 脚 本 和 待 测 代 码 在 测 试 工 具 中 编 译 执 行, 完 成 测 试 工 作, 由 于 代 码 规 模 大, 部 分 算 法 实 现 代 码 逻 辑 复 杂, 并 且 单 元 测 试 对 分 支 和 语 句 等 覆 盖 率 有 一 定 要 求, 编 写 满 足 覆 盖 要 求 的 测 试 脚 本 需 要 花 费 测 试 人 员 大 量 的 时 间 和 精 力, 单 元 测 试 工 作 往 往 会 需 要 较 长 时 间, 测 试 有 可 能 会 拖 累 软 件 开 发 进 度 Cantata6.2 是 一 款 自 动 测 试 工 具, 能 够 根 据 待 测 代 码 自 动 生 成 覆 盖 各 个 分 支 和 语 句 的 测 试 用 例, 而 后 用 户 再 根 据 测 试 需 要, 对 测 试 用 例 进 行 修 改 和 补 充, 大 大 提 高 了 软 件 测 试 的 效 率 和 质 量 80 01 软 件 单 元 测 试 过 程 单 元 测 试 需 要 制 定 测 试 计 划, 根 据 待 测 软 件 建 立 适 合 的 测 试 环 境, 进 行 静 态 测 试, 设 计 动 态 测 试 用 例, 执 行 测 试 用 例, 收 集 测 试 结 果, 进 行 回 归 测 试, 完 成 测 试 报 告 Cantata6.2 在 配 置 完 成 后 可 以 自 动 建 立 单 元 测 试 环 境, 自 动 生 成 测 试 用 例 脚 本, 同 时 生 成 静 态 测 试 结 果, 自 动 执 行 并 自 动 判 断 执 行 结 果 和 覆 盖 情 况, 自 动 生 成 测 试 报 告, 通 过 报 告 生 成 插 件, 生 成 word 文 档, 极 大 方 便 了 测 试 人 员 02 Cantata6.2 在 单 元 测 试 中 的 使 用 过 程 Cantata6.2 支 持 C C++ 等 编 程 语 言 的 测 试, 通 过 配 置 客 户 端 编 译 器, 可 支 持 多 个 平 台 的 软 件 测 试, 如 嵌 入 式 的 Vxworks,CCS 等 开 发 环 境, 服 务 器 端 是 使 用 浮 动 License, 客 户 端 与 服 务 器 联 网, 通 过 网 络 获 取 License 服 务 2.1 Cantata6.2 测 试 环 境 配 置 Cantata6.2 支 持 用 户 配 置 编 译 器, 通 过 导 入 编 译 环 境 包, 实 现 编 译 器 的 配 置, 从 而 实 现 了 对 不 同 开 发 环 境 的 支 持 本 文 以 CCS2.2 开 发 环 境 为 例, 测 试 在 CCS2.2 环 境 下 开 发 的 程 序 代 码 对 于 CCS2.2, 在 CCS Setup 界 面, 设 置 当 前 系 统 为 C67xx CPU Cycle Accurate Simulator 进 入 Cantata 界 面, 将 与 开 发 环 境 相 对 应 的 用 户 端 配 置 包 导 入 到 工 具 中, 这 样 Cantata 就 可 以 自 动 将 测 试 工 具 与 开 发 环 境 关 联 环 境 配 置 好 后, 建 立 测 试 工 程, 将 待 测 试 代 码 文

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 件 连 同 头 文 件 直 接 拷 贝 到 工 程 中, 就 可 以 进 行 测 试 了 2.2 静 态 测 试 Cantata6.2 可 以 对 待 测 文 件 代 码 生 成 48 种 静 态 度 量, 对 文 件 中 各 个 函 数 可 以 生 成 115 种 静 态 度 量 只 要 在 Cantata 中 使 能 静 态 度 量 ( 如 图 1 所 示 ): 图 1 然 后 对 待 测 文 件 进 行 编 译, 此 时 会 在 debug 目 录 下, 生 成 被 测 代 码 的 CSV 度 量 报 告 这 里 我 们 只 挑 选 我 们 所 关 心 的 一 些 函 数 度 量 指 标, 利 用 cantata 生 成 静 态 度 量 报 告 的 插 件, 可 以 很 方 便 地 定 制 生 成 我 们 所 需 要 的 各 项 静 态 度 量 结 果, 点 击 读 取 CSV 文 件 按 钮 在 列 表 中 会 显 示 该 目 录 下 的 CSV 文 件 对 列 表 中 的 文 件 单 选 或 多 选 后, 再 点 击 生 成 word 度 量 报 告 按 钮 最 终 可 在 debug 目 录 下, 生 成 所 有 函 数 的 度 量 报 告, 生 成 的 报 告 格 式 可 以 定 制 图 2 2.3 动 态 测 试 动 态 测 试 比 较 注 重 语 句 和 分 支 的 覆 盖, 经 常 要 求 语 句 和 分 支 覆 盖 率 达 到 100%, 这 也 是 测 试 用 例 设 计 比 较 费 时 费 力 的 地 方 Cantata6.2 在 对 工 程 进 行 编 译 时, 会 获 取 待 测 试 文 件 的 信 息, 并 存 储 在.sci 文 件 中, 通 过 在 界 面 上 选 择 自 动 测 试 及 覆 盖 率 设 置, Cantata6.2 能 够 根 据 代 码 自 动 生 成 测 试 用 例, 并 对 函 数 中 调 用 的 其 他 函 数 进 行 自 动 打 桩, 通 过 工 具 自 动 生 成 的 测 试 用 例, 能 基 本 达 到 了 分 支 和 语 句 覆 盖 的 100% 大 大 提 高 了 测 试 效 率 Cantata6.2 实 现 了 测 试 用 例 的 界 面 化, 界 面 友 好, 测 试 用 例 生 成 好 后, 我 们 还 可 以 在 界 面 上 对 各 个 用 例 的 输 入 预 期 输 出 进 行 修 改 和 调 整, 或 者 添 加 新 的 测 试 用 例, 完 善 功 能 性 的 测 试 这 样 既 保 证 了 覆 盖 率, 同 时 又 对 功 能 进 行 了 测 试 图 3 另 外 也 可 以 双 击 测 试 用 例, 打 开 测 试 用 例 脚 本, 直 接 修 改 测 试 用 例 图 4 在 测 试 脚 本 完 成 后, 就 可 以 构 建 整 个 工 程, 将 待 测 文 件 和 测 试 脚 本 一 起 编 译 生 成 可 下 载 执 行 的 文 件, 并 下 载 到 开 发 环 境 中 执 行 2.4 生 成 测 试 结 果 执 行 完 成 后,cantata6.2 会 自 动 生 成 执 行 结 果 文 件, 解 析 出 代 码 覆 盖 率 等 结 果, 并 可 在 cantata6.2 中 查 看 该 结 果 可 查 看 各 项 报 告 结 果 从 Coverage Results Explorer Report 和 Test Results Explorer 查 看 报 告 图 5 在 自 动 生 成 测 试 用 例 的 语 句 或 分 支 覆 盖 不 能 达 到 100% 时, 则 需 要 去 检 查 代 码 是 否 存 在 逻 辑 错 误, 如 对 以 下 待 测 代 码 进 行 测 试, int GetNeedValue(int ivalue,int isize) { 81

产 品 应 用 Applications int ireturn=0; if (ivalue>3) { if (ivalue <2 && isize>10) { ireturn=10; } else { ireturn=-10; } } else { ireturn=-10; } return ireturn; } 使 用 cantata6.2 自 动 生 成 测 试 用 例, 并 运 行 测 试 用 例, 最 后 查 看 语 句 和 分 支 覆 盖 结 果, 发 现 没 有 达 到 100%, 在 cantata 的 CoverageViewer 中, 界 面 通 过 不 同 的 颜 色 直 观 地 显 示 了 已 覆 盖 的 代 码 和 未 覆 盖 的 代 码 图 7 2.5 生 成 报 告 文 档 Cantata 的 报 告 生 成 插 件 功 能 强 大, 除 了 能 生 成 静 态 度 量 结 果 外, 在 测 试 完 成 后, 还 能 生 成 覆 盖 总 结 报 告 和 测 试 用 例 报 告 等, 报 告 的 格 式 可 定 制, 无 需 测 试 人 员 人 工 编 制 覆 盖 报 告 和 测 试 用 例 报 告, 节 约 了 大 量 时 间 和 人 力 在 Cantata 中, 点 击 覆 盖 总 结 报 告, 打 开 覆 盖 报 告 界 面 图 8 图 6 可 以 看 出 有 一 个 分 支 未 被 覆 盖 到, 经 过 排 查 发 现 是 条 件 if (ivalue>3) 和 if (ivalue <2) 相 互 矛 盾 导 致 分 支 无 法 走 到, 这 就 可 以 查 出 程 序 的 问 题 修 改 这 个 矛 盾 条 件 后 重 新 执 行 自 动 测 试 过 程, 可 以 实 现 完 全 覆 盖 可 通 过 选 择 或 拷 贝 目 录 的 方 式, 显 示 在 文 件 夹 路 径 对 话 框 中 点 击 读 取 按 钮 在 列 表 中 会 显 示 该 目 录 下 的 Ctr 文 件 82

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 图 11 图 9 对 列 表 中 的 文 件 全 选 后, 可 输 入 当 前 版 本 号 ( 也 可 不 输 ), 再 点 击 产 生 覆 盖 率 报 告 按 钮 可 直 接 打 开 覆 盖 报 告, 显 示 整 个 工 程 各 个 文 件 各 个 函 数 的 覆 盖 率 对 列 表 中 的 文 件 可 单 选 或 多 选, 再 点 击 产 生 测 试 用 例 报 告 按 钮 会 生 成 相 应 的 单 元 测 试 用 例 报 告 图 10 在 Cantata 中, 点 击 中 文 报 告 生 成 器, 打 开 测 试 用 例 报 告 界 面 可 通 过 选 择 或 拷 贝 目 录 的 方 式, 显 示 在 文 件 夹 路 径 对 话 框 中 点 击 读 取 按 钮 在 列 表 中 会 显 示 该 目 录 下 的 测 试 脚 本 文 件 03 总 结 图 12 通 过 使 用 cantata6.2, 测 试 人 员 能 够 快 速 进 行 静 态 测 试, 自 动 生 成 语 句 和 分 支 覆 盖 100% 的 单 元 测 试 用 例, 并 且 自 动 执 行 测 试 用 例, 能 够 与 开 发 环 境 关 联, 使 得 测 试 用 例 在 开 发 环 境 下 运 行, 保 证 了 测 试 环 境 与 实 际 环 境 的 一 致 性, 还 能 够 生 成 测 试 报 告, 大 大 提 高 了 单 元 测 试 效 率 另 外, 如 果 将 工 具 的 自 动 打 桩 功 能 去 除, 实 现 调 用 真 实 函 数, 还 能 够 对 代 码 进 行 组 装 测 试, 借 助 cantata6.2, 大 大 提 高 了 测 试 的 效 率, 保 证 了 测 试 工 作 的 顺 利 进 行 83

产 品 应 用 Applications 1553B 板 卡 离 散 接 口 在 同 步 检 测 上 的 应 用 Application of 1553B card in the discrete synchronous detection 文 邓 钊 锋 旋 极 信 息 军 工 中 心 航 空 总 线 部 航 空 总 线 组 副 主 管 84 01 应 用 需 求 1553B 总 线 通 信 协 议 是 一 种 应 用 时 间 超 过 30 年 的 军 用 总 线 协 议, 广 泛 应 用 在 航 空 和 航 天 等 领 域 而 各 种 飞 行 器 内 部 的 航 电 控 制 系 统, 还 包 含 着 大 量 的 模 拟 及 数 字 方 式 的 控 制 和 通 信 接 口, 所 以 一 般 的 航 电 测 试 系 统 需 要 根 据 待 测 设 备 的 内 部 控 制 逻 辑, 可 以 同 时 对 该 设 备 的 多 种 接 口 / 协 议 进 行 测 试 又 因 为 设 备 的 可 靠 性 要 求, 需 要 对 不 同 信 号 / 接 口 之 间 严 格 的 时 序 控 制 进 行 测 试, 本 文 的 应 用 便 是 基 于 这 样 一 个 需 求, 测 试 某 个 飞 行 器 组 件 的 电 源 启 动 信 号 (28V 电 源 接 通 ) 和 控 制 启 动 信 号 ( 特 定 1553B 指 令 ) 之 间 的 时 延 02 需 求 分 析 用 户 的 设 备 的 电 源 是 通 过 28V 规 格 继 电 器 接 通 的, 用 户 通 过 控 制 按 钮 来 控 制 继 电 器 的 开 关, 进 而 给 设 备 供 电 因 为 设 备 的 供 电 接 通 电 流 比 较 大 及 继 电 器 的 线 圈 的 电 感 作 用 以 及 用 户 设 备 的 特 定 因 素, 接 通 瞬 间 电 压 会 产 生 毛 刺, 通 过 示 波 器 观 察 到, 接 触 瞬 间 的 毛 刺 可 以 使 电 压 升 至 40V 或 更 高 一 些, 接 通 产 生 的 脉 冲 宽 度 50ms 左 右, 而 且, 由 于 用 户 的 设 备 比 较 敏 感, 外 部 的 测 试 设 备 在 接 入 时 不 能 对 其 设 备 产 生 影 响, 就 是 说, 如 果 把 外 部 设 备 看 做 一 个 接 入 负 载 的 话, 用 户 要 求 其 阻 抗 必 须 在 2M 欧 姆 以 上, 以 保 证 外 部 设 备 的 任 何 故 障 不 会 影 响 用 户 设 备 的 正 常 运 行 用 户 要 求 测 得 的 电 源 启 动 信 号 (28V 电 源 开 关 信 号 ) 和 控 制 启 动 信 号 ( 特 定 1553B 指 令 ) 之 间 的 时 延 的 精 度 在 2ms 之 内 此 外, 由 于 外 场 测 试 的 需 要, 还 要 求 测 试 设 备 要 便 携 化 ( 注 : 本 文 描 述 的 用 户 设 备 的 参 数 为 仅 作 为 参 考, 仅 为 行 文 需 要, 并 非 实 际 的 精 确 指 标 ) 这 样 总 结 起 来, 对 我 们 的 测 试 设 备 的 要 求 为 : 较 宽 的 电 压 监 测 范 围 因 为 毛 刺 的 存 在, 测 试 设 备 要 能 适 应 不 同 高 电 平 幅 度 的 检 测 接 口 有 较 大 的 输 入 阻 抗 这 就 要 求 我 们 设 备 只 能 通 过 电 平 监 测, 不 能 通 过 电 流 检 测 检 测 的 时 间 精 度 应 可 以 严 格 控 制 要 求 离 散 口 的 时 钟 应 和 1553B 的 消 息 的 时 标 严 格 同 步 03 实 现 方 式 1) 软 硬 件 设 计 综 合 分 析, 用 户 需 求 的 实 现 需 采 用 软 硬 件 协 同 的 方 式 来 实 现 如 图 1 所 示, 设 计 思 路 是, 将 一 个 笔 记 本 接 口 的 1553B 接 口 板 卡 插 在 便 携 式 加 固 笔 记 本 电 脑 里, 通 过 外 部 输 出 线 缆 连 接 至 被 测 设 备 的 1553B 网 络 中 和 继 电 器 接 口 处, 并 在 笔 记 本 电 脑 里 编 写 控 制 检 测 程 序, 来 实 现 用 户 的 要 求 图 1 1553B 接 口 板 卡 及 线 缆 2) 硬 件 设 计 对 于 测 试 板 卡, 因 为 板 卡 内 部 的 1553B 接 口 逻 辑 和 离 散 口 逻 辑 用 的 是 同 一 时 钟 驱 动, 所 以 离 散 接 口 和 1553B 接 口 的 同 步 问 题 便 解 决 了 1553B 接 口 检 测 消 息 的 逻 辑 顺 序 是 : 板 卡 仿 真 BM 检 测 到 外 部 1553B 网 络 中 的 1553B 消 息 后 消 息 解 码 + 同 时 从 板 卡 内 部 时 钟 读 取 时

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 间 戳 与 解 码 的 消 息 关 联 将 时 标 和 消 息 信 息 放 入 内 部 缓 冲 区 里 等 待 板 卡 读 取 离 散 接 口 的 检 测 逻 辑 是 : 板 卡 将 RS485 收 发 器 的 接 收 译 码 电 平 逻 辑 读 到 板 卡 特 定 的 寄 存 器 里 电 平 逻 辑 的 1/0 值 实 时 刷 新, 不 保 持 上 位 机 程 序 须 定 时 轮 询 寄 存 器 的 值 对 于 1553B 接 口, 因 为 其 采 用 变 压 器 耦 合 的 方 式 接 入 用 户 的 1553B 设 备 网 络, 且 板 卡 采 用 了 成 熟 的 1553B 驱 动 芯 片, 所 以 1553B 接 口 电 路 部 分 不 需 做 更 改 或 调 理 对 于 离 散 口, 我 们 需 要 做 一 些 信 号 调 理 的 设 计 来 满 足 用 户 的 电 源 接 口 接 入 的 要 求 我 们 的 板 卡 有 TTL RS485 电 平 的 接 口 和 一 个 触 发 (Trig-IN) 接 口, 见 下 表 的 TTL 和 触 发 接 口 的 电 气 参 数, 表 格 1 电 气 信 号 接 口 表 因 为 TTL 和 触 发 接 口 的 高 电 平 门 限 为 只 有 2V 和 1.7V, 其 输 入 范 围 为 -0.3 到 3.6V, 考 虑 到 电 平 分 压 用 的 电 阻 只 能 用 常 见 的 阻 值, 最 低 电 平 和 最 高 检 测 电 平 的 差 别 不 足 2 倍, 其 高 电 平 的 检 测 量 程 达 不 到 宽 范 围 的 要 求 所 以 我 们 不 能 通 过 这 两 个 接 口 来 检 测 电 源 启 动 信 号 基 于 以 上 原 因 我 们 需 要 用 RS485 接 口 来 实 现 用 户 的 要 求 对 于 RS485 接 口, 因 为 其 采 用 差 分 电 压, 输 入 范 围 为 +/-14V, 高 / 低 电 平 的 检 测 阈 值 如 下 面 真 值 表 所 述 ( 驱 动 芯 片 为 STMicroST1480ABDR), 缆 与 用 户 设 备 的 继 电 器 有 三 个 接 口, 为 接 口 1,2,3, 其 中 接 口 3 用 于 两 设 备 共 地 对 于 第 一 种 方 式, 如 图 2 所 示, 经 过 反 复 试 验, 发 现 如 果 把 RS485 的 A B 差 分 端 通 过 电 阻 分 压 的 方 式 连 接 在 继 电 器 的 输 入 端, 无 法 实 现 电 压 跳 变 检 测 因 为, 在 不 连 接 用 户 设 备 的 方 式 下,A-B 端 的 差 分 电 压 为 0, 大 于 -0.015V, 检 测 到 逻 辑 电 平 为 高, 接 入 用 户 设 备 后, 再 未 按 电 源 开 关 之 前, 由 于 A-B 端 电 压 差 几 乎 为 0, 会 由 于 一 些 线 缆 的 阻 抗 原 因, 导 致 检 测 到 逻 辑 电 平 不 确 定, 按 下 开 关 后, 由 于 电 阻 分 压 的 缘 故, 检 测 到 逻 辑 电 平 为 高 可 见, 检 测 到 的 逻 辑 电 平 并 未 一 定 出 现 由 低 到 高 的 跳 变, 所 以 这 种 连 接 方 式 不 可 行 第 二 种 连 接 方 式 如 图 3 所 示,B 端 通 过 一 个 电 阻, 先 连 接 至 板 卡 的 地, 相 当 于 接 入 一 个 下 拉 电 阻, 并 选 择 合 适 的 阻 值, 将 B 端 的 电 平 值 先 下 拉 至 一 个 较 低 的 电 平 值, 比 如 4V, 在 未 接 入 用 户 设 备 前,A 端 的 电 阻 值 保 持 5V 不 变, 这 是 A-B 端 有 明 显 的 电 压 差, 检 测 到 逻 辑 为 高, 在 接 入 用 户 设 备 后, 未 按 键 前,A 端 的 电 阻 值 略 有 下 降, 但 可 以 维 持 A-B 端 的 电 压 差 大 于 0.2V, 当 用 户 按 键 后, 根 据 分 压 原 理,A 端 的 电 压 为 <1.5V, 这 时 检 测 到 A-B 差 分 逻 辑 为 低 这 样 便 实 现 了 用 户 设 备 接 入 前 后,RS485 接 收 电 路 检 测 到 的 差 分 电 平 逻 辑 的 跳 变 即 便 是 28V 继 电 器 接 通 瞬 间 产 生 的 电 压 毛 刺 达 到 60V, 依 然 可 以 保 持 A-B 端 点 差 分 电 压 >0.2V, 这 样 便 实 现 了 用 户 对 于 高 电 压 检 测 范 围 的 要 求, 另 外, 由 于 对 用 户 设 备 而 言, 测 试 设 备 和 分 压 电 阻 组 成 的 负 载 的 电 阻 大 于 2M 欧 姆, 所 以 也 满 足 了 用 户 的 负 载 电 阻 要 求 对 于 用 户 的 2ms 检 测 精 度 的 要 求, 会 在 下 面 的 软 件 设 计 的 部 分 说 明 表 格 2 RS485 接 口 真 值 表 上 表 可 见, A-B( 即 接 口 的 正 负 端 差 分 值 ) 在 开 路 / 短 路 / 大 于 等 于 -0.015V 的 情 况 下,RO(Receiver output) 为 逻 辑 高, 在 小 于 -0.2V 的 情 况 下,RO 输 出 为 逻 辑 低, 在 这 之 间, 输 出 不 确 定 结 合 板 卡 RS485 上 电 后 的 实 际 情 况,A B 输 出 电 平 初 始 状 态 为 5V, 输 入 阻 抗 为 23K 如 下 图 所 示, 板 卡 线 图 2 A B 分 压 连 接 图 3 A B 独 立 连 接 85

产 品 应 用 Applications 3) 软 件 设 计 本 软 件 设 计 的 核 心 功 能 为 RS485 电 平 的 实 时 检 测, 另 外 为 了 使 用 方 便, 设 计 了 一 个 用 户 界 面, 可 直 观 地 看 到 每 次 检 查 到 的 时 间 差 值, 一 旦 检 测 到 开 关 脉 冲, 数 据 会 被 立 即 更 新, 这 样, 用 户 可 以 在 启 动 软 件 开 始 检 测 后, 多 次 启 动 被 测 设 备 的 开 关 按 钮, 观 察 多 次 检 测 的 值 是 否 一 致 软 件 除 了 提 供 实 时 观 察 到 功 能, 还 可 以 将 每 次 都 记 录 结 果 存 成 文 件, 便 于 归 档 另 外, 软 件 的 BM 功 能 会 将 所 有 观 察 到 的 1553B 消 息 记 录 下 来, 便 于 用 户 诊 断 被 测 设 备 1553B 网 络 的 通 信 情 况 软 件 及 记 录 文 件 的 界 面 如 下 所 示 : 平 和 时 刻, 读 到 的 时 刻 是 板 卡 内 部 的 时 钟 提 供,64 位 20ns 精 度, 与 1553B 消 息 记 录 的 时 间 戳 同 步 并 记 录 上 次 调 用 时 检 测 到 的 值, 以 便 作 为 上 升 沿 判 断 的 依 据 中 断 线 程 与 显 示 记 录 线 程 有 通 信 过 程, 以 能 记 录 下 当 前 检 测 值 以 及 进 行 一 些 错 误 的 判 断 图 6 软 件 流 程 图 图 4 软 件 界 面 图 04 总 结 本 文 基 于 旋 极 公 司 的 1553B 仿 真 测 试 板 卡, 针 对 航 电 设 备 中 的 1553B 和 离 散 电 平 的 同 步 检 测 的 需 求, 给 出 了 一 种 实 现 方 法, 现 场 试 验 证 明, 此 种 方 法 可 靠 易 用, 完 全 满 足 客 户 的 要 求 图 5 记 录 文 件 86 软 件 的 流 程 图 如 图 6 所 示, 软 件 中 一 共 三 个 线 程, 软 件 主 线 程 板 卡 2ms 定 时 器 中 断 线 程 和 显 示 记 录 线 程 板 卡 的 定 时 器 为 24 位 1us 精 度 的 定 时 器, 定 时 器 可 设 置 成 允 许 的 任 何 值, 但 考 虑 到 Windows 的 中 断 调 用 延 迟 在 50us 左 右 ( 在 本 项 目 计 算 机 所 测 得 值 ), 再 加 上 中 断 处 理 线 程 的 处 理 时 间, 所 以 一 般 要 设 置 为 1ms 以 上 才 有 意 义 定 时 器 中 断 线 程 负 责 在 每 次 被 调 用 时 检 测 板 卡 的 RS485 的 状 态 寄 存 器, 读 到 当 时 时 刻 的 逻 辑 电

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 高 速 分 布 式 总 线 网 络 测 试 系 统 的 架 构 探 讨 Research on high speed distributed bus network test system architecture 文 冯 晓 旺 旋 极 信 息 军 工 中 心 航 空 总 线 部 航 空 总 线 组 主 管 随 着 国 内 型 号 高 速 总 线 的 应 用 发 展, 对 于 高 速 总 线 测 试 提 出 了 新 的 需 求 总 线 应 用 已 经 由 传 统 总 线 结 构 向 网 络 化 结 构 转 换, 即 构 建 分 布 式 总 线 网 络, 从 而 实 现 总 线 在 带 宽 通 信 效 率 和 性 能 上 的 提 升, 也 给 设 计 者 更 多 的 设 计 空 间 国 内 高 速 总 线 应 用 典 型 技 术 为 FC AFDX 和 1394b 等, 本 文 将 以 FC 总 线 网 络 测 试 系 统 作 为 一 个 具 体 的 高 速 分 布 式 总 线 网 络 测 试 系 统 的 搭 建 应 用 案 例, 以 便 为 相 关 总 线 实 验 室 建 设 提 供 一 种 建 设 思 路 和 想 法 在 传 统 总 线 实 验 室 测 试 中 由 于 采 用 的 是 总 线 结 构, 总 线 信 息 是 通 过 传 输 物 理 介 质 共 享 的, 这 样 我 们 可 以 利 用 挂 接 在 总 线 上 的 监 控 节 点, 如 1553b 总 线 的 BM 或 MT 节 点 但 对 于 高 速 分 布 式 总 线 网 络 结 构, 实 现 总 线 网 络 全 网 测 试 不 再 像 总 线 结 构 那 样 简 单, 尽 管 总 线 网 络 中 的 交 换 机 具 备 分 享 监 控 数 据 的 能 力, 但 受 限 于 上 传 端 口 传 输 带 宽 限 制, 测 试 人 员 仅 能 对 总 线 网 络 进 行 有 限 的 监 控 测 试, 特 别 是 FC 总 线 单 个 端 口 线 速 率 达 到 1.0625Gbps 2.125Gbps, 采 用 集 中 监 控 实 现 网 络 测 试 几 乎 是 不 可 能 的, 因 此 采 用 分 布 式 测 试 手 段 是 必 要 的 实 现 对 高 速 总 线 的 分 布 式 测 试 系 统 需 要 解 决 以 下 技 术 问 题 : a) 试 验 测 试 数 据 的 安 全 性 问 题 ; b) 试 验 数 据 的 管 理 问 题 ; c) 试 验 数 据 的 海 量 存 储 问 题 ; d) 测 试 系 统 的 时 钟 同 步 问 题 ; e) 采 用 C/S 架 构, 服 务 器 与 客 户 端 之 间 的 高 速 互 连 传 输 问 题 ; f) 工 作 站 本 地 的 高 速 数 据 读 写 问 题 ; g) 测 试 系 统 接 入 测 试 方 式 设 计 基 于 对 高 速 分 布 式 总 线 网 络 测 试 系 统 测 试 需 求 和 必 须 解 决 的 技 术 问 题 分 析, 构 建 总 线 网 络 测 试 系 统 需 要 选 择 一 种 合 理 的 架 构, 即 可 满 足 规 模 较 大 的 总 线 网 络 多 端 口 测 试, 也 可 灵 活 实 现 单 个 端 口 的 测 试, 具 备 开 放 的 体 系 架 构, 满 足 高 速 总 线 网 络 实 验 室 的 测 试 建 设 需 要, 下 面 将 以 FC 总 线 网 络 测 试 系 统 作 为 具 体 项 目 实 施 案 例 进 行 探 讨, 以 便 对 相 关 具 体 项 目 实 施 提 供 一 种 借 鉴 思 路 FC 总 线 网 络 测 试 系 统 是 一 套 应 用 于 FC 通 讯 网 络 的 分 布 式 监 视 测 试 系 统 该 系 统 采 用 通 用 化 和 模 块 化 进 行 设 计, 支 持 组 合 使 用 和 后 续 的 系 统 扩 展, 方 便 针 对 87

产 品 应 用 Applications FC 总 线 网 络 实 现 通 用 化 测 试, 下 图 为 整 个 测 试 架 构 的 示 意 图 ( 图 1) 由 于 待 测 FC 总 线 网 络 本 身 就 是 一 种 高 带 宽 的 分 布 式 总 线 网 络, 目 前 国 内 典 型 的 链 接 速 率 为 1.0625Gbps 2.125Gbps, 如 果 在 实 验 室 实 现 对 网 络 中 各 端 口 进 行 全 线 速 的 数 据 监 控 测 试 分 析, 最 终 对 整 个 FC 总 线 网 络 进 行 有 效 的 测 试 分 析, 那 么 采 用 上 述 这 种 分 布 式 的 测 试 系 统 搭 建 结 构 是 一 种 比 较 合 理 的 技 术 实 现 方 式, 以 下 是 基 于 本 文 建 议 架 构 的 一 些 合 理 性 的 分 析 和 说 明 01 基 于 性 能 需 求 的 前 端 工 作 站 集 成 考 虑 图 1 FC 总 线 测 试 系 统 架 构 示 意 图 针 对 待 测 FC 总 线 网 络 技 术 特 点, 为 保 障 实 现 待 测 FC 总 线 网 络 多 端 口 监 控 测 试, 甚 至 实 现 全 网 监 控 测 试, 整 个 测 试 系 统 采 用 了 万 兆 以 太 网 高 速 试 验 数 据 传 输 网 络, 采 用 C/S 软 件 体 系 架 构 设 计, 基 于 MySQL 数 据 库 实 现 对 试 验 数 据 的 集 中 管 理 和 存 储, 实 现 对 各 实 验 员 访 问 试 验 数 据 权 限 进 行 统 一 管 理 和 控 制 为 了 保 障 试 验 数 据 安 全 性 和 大 容 量 数 据 高 速 存 储, 存 储 服 务 器 端 的 架 构 设 计 均 采 用 成 熟 的 体 系 架 构, 具 体 结 构 如 下 图, 服 务 器 将 采 用 双 机 热 备 技 术, 实 现 主 备 切 换, 保 障 正 常 的 试 验 开 展 考 虑 到 待 测 FC 总 线 网 络 的 海 量 的 试 验 数 据, 服 务 器 利 用 成 熟 的 FC-SAN 存 储 局 域 网 技 术 扩 展 外 部 存 储, 存 储 量 可 达 到 252TB, 实 现 RAID6 等 级 存 储, 从 而 保 证 FC 总 线 网 络 测 试 数 据 存 储 的 高 安 全 性 和 高 可 靠 性 在 FC 总 线 网 络 测 试 系 统 整 体 架 构 中, 对 于 前 端 工 作 站 的 集 成 技 术 要 求 很 高 首 先, 考 虑 到 被 测 对 象 本 身 是 一 个 高 性 能 的 数 据 传 输 网 络, 数 据 吞 吐 量 高, 要 实 现 对 端 口 上 吉 比 特 的 快 速 采 集 存 储, 因 此 平 台 环 境 将 选 用 PCIe 总 线 环 境, 提 供 较 高 的 硬 件 板 级 接 口 间 的 高 速 数 据 读 写 能 力 以 前 端 待 测 FC 总 线 网 络 的 线 速 率 为 2.125Gbps 的 数 据 速 率 对 外 提 供 2 个 FC 总 线 数 据 采 集 接 口 为 例, 那 么 实 现 全 部 端 口 全 线 速 记 录, 数 据 读 写 带 宽 需 要 435.2MB/s 的 数 据 读 写 能 力, 普 通 的 硬 盘 和 固 态 盘 SSD 均 不 具 备 这 样 的 写 能 力, 为 解 决 这 个 读 写 瓶 颈 可 以 选 择 构 建 磁 盘 阵 列 和 选 用 更 高 速 读 写 的 电 子 存 储 卡, 考 虑 到 整 个 系 统 存 储 架 构, 快 速 转 存 读 写 将 选 用 PCIe 接 口 的 电 子 存 储 卡, 读 写 速 率 均 高 于 1000MB/ s 读 写 能 力, 工 作 站 本 地 存 储 容 量 可 达 到 2TB, 具 备 转 存 和 独 立 测 试 的 能 力 综 合 评 估 平 台 本 身 的 性 能 和 扩 展 能 力, 整 个 系 统 的 工 作 站 对 外 提 供 2 个 独 立 的 采 集 硬 件 接 口 是 比 较 合 理 的 设 置, 另 外 需 要 考 虑 的 因 素 是 FC 采 集 的 硬 件 接 口 需 要 支 持 FC 总 线 网 络 测 试 系 统 进 行 三 种 接 入 测 试 方 式, 即 直 接 接 入 监 控 采 用 无 源 分 光 器 接 入 监 控 和 采 用 In-Line 方 式 串 接 在 系 统 间 进 行 监 控, 实 现 灵 活 的 测 试 应 用, 其 中 无 源 分 光 器 接 入 监 控 是 对 待 测 FC 网 络 更 为 合 理 的 测 试 方 式, 基 本 不 会 对 待 测 FC 网 络 传 输 链 接 产 生 任 何 影 响 工 作 站 本 地 软 件 可 实 现 FC 总 线 多 个 端 口 数 据 的 采 集 记 录 分 析 和 回 放, 支 持 测 试 数 据 的 ICD 的 管 理 和 试 验 数 据 管 理 02 分 布 式 测 试 系 统 的 时 钟 同 步 解 决 对 于 构 建 一 个 分 布 式 测 试 系 统 必 须 有 一 种 接 受 88 图 2 FC 总 线 测 试 系 统 服 务 器 端 硬 件 架 构

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 统 一 授 时 的 时 钟 同 步 策 略 或 者 技 术 手 段, 从 而 实 现 系 统 级 的 测 试 应 用 目 前 对 于 分 布 式 系 统 设 计 的 时 钟 同 步 的 方 案 有 GPS 北 斗 NTP IEEE1588v2 和 原 子 钟, 考 虑 成 本 控 制 应 用 场 景 和 精 度 要 求, 本 系 统 选 用 了 IEEE1588v2 时 钟 同 步, 实 测 时 间 同 步 精 度 达 到 了 200ns, 利 用 一 个 独 立 的 时 钟 同 步 网 络 实 现 不 同 的 工 作 站 采 集 节 点 间 的 时 钟 同 步, 从 而 保 障 试 验 数 据 具 备 统 一 的 时 间 戳, 方 便 进 行 测 试 数 据 的 分 析 IEEE1588V2 尽 管 没 有 GPS 和 原 子 钟 授 时 精 度 高, 但 其 授 时 精 度 已 经 到 达 设 计 要 求, 另 外 投 入 成 本 较 低, 具 备 开 放 的 网 络 授 时 架 构, 对 于 当 前 系 统 设 计 实 现 了 合 理 性 的 搭 配, 一 旦 锁 定, 可 以 在 不 被 卫 星 覆 盖 的 情 况 下 继 续 实 现 系 统 的 授 时, 具 备 稳 定 的 守 时 能 力 03 分 布 式 总 线 网 络 系 统 的 高 速 数 据 传 输 网 络 由 于 前 端 分 布 式 节 点 采 集 的 数 据 量 较 大, 要 实 现 试 验 数 据 的 实 时 上 传 和 下 载 需 要 构 建 一 个 高 速 的 传 输 网 络, 那 么 万 兆 以 太 网 是 一 种 实 用 的 架 构 设 计 选 择, 具 备 开 放 性, 能 够 提 供 10Gbps 数 据 并 发 传 输 通 道, 适 合 分 布 式 的 试 验 数 据 的 传 输, 借 助 于 基 于 以 太 网 的 TCP/IP 协 议 实 现 数 据 的 可 靠 传 输, 保 障 试 验 数 据 上 传 和 下 载 的 效 率 04 存 储 服 务 可 用 性 和 试 验 数 据 存 储 的 安 全 性 考 虑 考 虑 到 整 个 系 统 的 应 用 场 景 和 数 据 的 重 要 性, 存 储 服 务 可 用 性 和 试 验 数 据 存 储 的 安 全 性 对 于 FC 总 线 网 络 测 试 系 统 设 计 至 关 重 要, 在 存 储 服 务 器 端 的 设 计 均 采 用 了 成 熟 的 服 务 器 扩 展 存 储 体 系 架 构, 实 现 了 项 目 的 低 风 险 性 和 可 靠 性 如 : 基 于 MySQL 数 据 库 试 验 数 据 管 理 软 件 的 开 发 基 于 FC-SAN 光 纤 存 储 局 域 网 的 扩 展 存 储, 采 用 RAID6 等 级 的 存 储 保 障 数 据 的 安 全 性 采 用 服 务 器 热 备 技 术 保 障 服 务 的 可 用 性 等 成 熟 技 术, 并 将 这 些 成 熟 架 构 和 技 术 引 入 到 新 型 的 测 试 应 用 系 统 中 实 现 整 合, 达 到 了 预 期 的 设 计 目 的 从 上 述 的 实 际 项 目 应 用 实 例 看, 对 于 高 速 分 布 式 总 线 网 络 测 试 系 统 的 集 成 需 要 一 种 合 理 的 体 系 架 构 设 计, 本 文 关 于 FC 总 线 网 络 测 试 系 统 的 典 型 架 构 是 作 者 推 荐 的 一 种 合 理 的 架 构 设 计 项 目 实 践, 可 以 作 为 相 关 项 目 应 用 的 一 个 参 考 同 时 整 个 项 目 用 到 了 多 个 方 面 的 新 兴 和 成 熟 的 技 术, 每 一 次 项 目 的 集 成 都 会 带 来 不 同 的 收 获, 期 待 在 项 目 中 成 长 89

产 品 应 用 Applications 单 元 测 试 铁 路 EN50128 认 证 项 目 实 战 Experience of unit testing of railway EN50128 certification project 文 刘 晓 东 旋 极 信 息 军 工 中 心 软 件 工 程 部 技 术 工 程 师 2013 年 至 2014 年 间 笔 者 先 后 参 与 了 四 个 铁 路 项 目 的 单 元 集 成 测 试 工 作, 包 括 : 地 面 信 号 安 全 平 台 CECT-3 级 列 车 运 行 系 统 站 间 通 讯 板 系 统 码 发 生 器 在 EN50128 和 劳 式 认 证 莱 茵 认 证 的 要 求 下, 结 合 当 前 国 内 测 试 人 员 现 状 和 测 试 流 程, 总 结 如 下 项 目 实 战 测 试 步 骤, 采 用 此 测 试 步 骤 可 缩 短 测 试 时 间, 提 高 测 试 质 量 测 试 初 期 需 要 测 试 组 全 体 人 员 共 同 制 定 测 试 策 略, 估 算 工 作 量, 以 此 来 制 定 切 实 可 行 的 测 试 计 划 90 Step1: 01 测 试 组 制 定 测 试 策 略 和 测 试 计 划 1. 确 定 单 元 测 试 的 目 标 要 求 : 确 定 覆 盖 率 要 求 指 标 : 语 句 分 支 MC/DC 确 定 是 否 需 要 添 加 边 界 值 测 试 ( 内 边 界 外 边 界 ) 等 价 类 确 定 是 否 需 要 添 加 极 值 测 试 2. 制 定 测 试 策 略 : 采 取 自 顶 向 下, 还 是 自 底 向 上, 还 是 隔 离 测 试 策 略 3. 制 定 测 试 计 划 : 选 取 自 动 化 测 试 工 具 确 定 测 试 项 目 时 间 节 点 参 与 人 员, 划 分 测 试 任 务 制 定 完 测 试 策 略 和 计 划, 需 要 对 全 体 参 与 测 试 人 员 给 予 统 一 的 测 试 培 训, 以 达 到 测 试 方 法 和 测 试 结 果 汇 总 的 统 一 Step2: 02 全 员 测 试 理 论 培 训 培 训 内 容, 单 元 测 试 理 论 培 训, 明 确 测 试 用 例 输 入 值 输 出 值,check 值 自 动 化 测 试 工 具 初 级 使 用 方 法, 会 分 析 测 试 结 果 搭 建 好 测 试 环 境 测 试 培 训 结 束 后, 测 试 采 取 三 步 走 策 略, 第 一 阶 段 需 要 测 试 人 员 赶 进 度, 走 大 面 全 体 测 试 人 员, 测 试 过 程 中 先 跳 过 逻 辑 设 计 复 杂 的 代 码 Step3: 03 测 试 第 一 阶 段 制 定 测 试 记 录 表, 记 录 测 试 过 程, 和 测 试 情 况 测 试 记 录 表 包 含 : 源 文 件 名, 子 函 数 名, 用 例 标 号, 用 例 名 称, 用 例 个 数, 用 例 通 过 个 数, 语 句 覆 盖

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 率, 分 支 覆 盖 率,MC/DC 覆 盖 率, 测 试 结 果, 问 题 描 述, 测 试 人 员, 测 试 时 间 使 用 自 动 化 测 试 工 具, 完 成 简 单 函 数 的 测 试 任 务 针 对 第 一 阶 段 的 测 试 结 果, 此 时 需 要 大 家 分 析 出 问 题 的 代 码, 各 抒 己 见, 总 结 问 题, 给 出 解 决 方 法 Step4: 04 测 试 第 二 阶 段 解 决 部 分 测 试 用 例 failed 的 问 题, 找 出 阻 止 生 成 用 例 的 共 性 常 见 问 题 : 1. 局 部 变 量 未 初 始 化, 调 用 函 数 未 声 明, 局 部 变 量 直 接 赋 值, 结 构 体 嵌 套 结 构 体 指 针 声 明 问 题 声 明 位 置 问 题, 函 数 指 针, 大 循 环 死 循 环, 绝 对 地 址, 指 针 变 量 解 决 方 法 : 局 部 变 量 未 初 始 化 : 该 问 题 发 生 在 测 试 用 例 设 计 第 一 步, 不 考 虑 分 支 成 立 情 况, 直 接 运 行 用 例 问 题 分 析 : 单 元 测 试 需 要 测 试 分 支 所 有 情 况, 该 问 题 属 于 代 码 缺 陷 解 决 办 法, 局 部 变 量 声 明 后, 需 要 赋 初 值 再 使 用 2. 调 用 函 数 未 声 明 : 该 问 题 发 生 在 隔 离 测 试 阶 段, 属 于 代 码 书 写 不 规 范 问 题 解 决 方 法 : 自 定 义 的 函 数, 都 需 要 在 头 文 件 中 做 统 一 声 明 3. 局 部 变 量 直 接 赋 值 : 该 问 题 发 生 在 测 试 用 例 无 法 生 成 阶 段, 属 于 代 码 书 写 不 规 范 问 题 解 决 方 法 : 结 构 体 局 部 变 量, 指 针 变 量 需 要 先 声 明 后 赋 初 值 4. 结 构 体 嵌 套 结 构 体 指 针 声 明 问 题 声 明 位 置 问 题 : 该 问 题 也 是 代 码 书 写 不 规 范 问 题 解 决 方 法 : 根 据 MISRA 代 码 书 写 规 范, 结 构 体 需 要 放 在 头 文 件 中 统 一 声 明 5. 大 循 环 死 循 环 : 单 元 测 试 需 要 有 程 序 结 束 的 出 口 解 决 方 法 : 把 大 循 环 改 为 小 循 环, 注 释 掉 死 循 环 (if(1) for(;;),while(1)) 6. 绝 对 地 址 : 单 元 测 试 不 连 接 真 实 的 硬 件 设 备 遇 到 寄 存 器 等 绝 对 地 址 时, 需 要 对 寄 存 器 做 变 量 处 理 7. 指 针 变 量 : 需 要 声 明 一 个 同 类 型 的 数 组, 然 后 把 数 组 的 首 地 址, 赋 给 指 针 变 量 8. 函 数 指 针 : 需 要 虚 构 一 个 函 数 实 体, 取 函 数 地 址 赋 给 函 数 指 针, 完 成 映 射 经 过 第 二 阶 段 的 测 试 用 例 开 发 工 作, 绝 大 多 数 的 测 试 任 务 已 经 完 成, 剩 余 复 杂 的 难 测 的 代 码, 需 要 找 EN50128 和 MISRA 标 准 来 复 查, 是 否 违 法 了 复 杂 度 的 阀 值, 需 要 开 发 人 员 给 出 解 释 Step5: 05 测 试 第 三 阶 段 基 本 圈 复 杂 度 高 于 MISRA 阀 值 要 求 的 函 数, 先 考 虑 把 复 杂 函 数 改 为 几 个 小 函 数 改 不 了 的 由 开 发 人 员 写 声 明, 再 按 照 路 径 分 支 来 设 计 测 试 用 例 汇 总 测 试 结 果, 提 交 测 试 问 题 报 告 单, 提 交 行 业 标 准 测 试 报 告 06 总 结 铁 路 行 业 的 迅 猛 发 展, 嵌 入 式 高 度 集 成, 代 码 复 杂 度 指 数 级 增 加, 安 全 性 要 求 剧 增, 给 测 试 工 作 带 来 了 严 峻 的 挑 战 笔 者 四 个 项 目 实 战 经 历, 结 合 EN50128 开 发 设 计 测 试 要 求 和 MISRA 代 码 规 则 要 求, 总 结 的 本 文 铁 路 测 试 实 战, 可 以 为 您 的 测 试 工 作 保 驾 护 航, 为 您 降 低 测 试 成 本, 提 高 代 码 安 全 性 和 测 试 效 率 91

旋 极 人 党 工 企 动 态 Watertek People 旋 极 信 息 举 行 女 人 节 欢 乐 健 身 活 动 旋 极 花 全 体 合 影 2015 年 3 月 6 日, 为 欢 庆 三 八 女 人 节 的 来 临, 感 谢 广 大 女 职 工 为 公 司 发 展 做 出 的 卓 越 贡 献, 旋 极 信 息 工 会 特 组 织 快 乐 工 作 健 康 生 活 三 八 女 人 节 欢 乐 健 身 活 动, 上 海 旋 极 远 程 参 与, 近 百 名 女 员 工 欢 度 这 个 专 属 节 日 上 午 11:00, 旋 极 大 厦 门 前, 活 动 在 全 体 女 员 工 的 热 切 期 待 中 开 始 了 欢 乐 健 身 项 目 选 取 了 古 老 的 民 俗 体 育 活 动 中 的 踢 毽 子 和 跳 绳, 规 则 是 以 个 人 为 单 位,2 分 钟 内 次 数 最 多 者 获 胜 常 务 副 总 经 理 刘 明 先 生 工 会 主 席 黄 海 涛 女 士 等 领 导 亲 临 现 场, 旋 极 男 士 们 风 度 十 足 担 任 起 了 本 次 比 赛 的 裁 判 赛 场 上 女 员 工 们 热 情 高 昂, 既 享 受 着 健 身 运 动 带 来 的 快 乐, 又 重 温 儿 时 童 趣 经 过 激 烈 的 角 逐, 产 品 研 制 中 心 董 朝 华 以 123 次 的 成 绩 荣 膺 踢 毽 子 冠 军, 同 时 以 438 次 的 成 绩 成 为 跳 绳 冠 军, 一 人 包 揽 双 金 成 为 本 届 比 赛 的 双 料 冠 军 军 工 中 心 沈 芳 以 114 次 质 量 管 理 中 心 沈 辉 以 110 次 分 别 荣 获 踢 毽 子 比 赛 的 亚 军 和 季 军 ; 军 工 中 心 刘 洁 以 280 次 综 合 管 理 中 心 邬 叶 舟 以 258 次 分 别 斩 获 跳 绳 比 赛 的 亚 军 和 季 军 活 动 结 束 后, 全 体 女 员 工 合 影 留 念, 记 下 这 美 丽 绽 放 的 一 刻 跳 绳 踢 毽 子 上 海 旋 极 远 程 参 与 92

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 旋 极 春 节 送 温 暖 共 建 和 谐 企 业 2015 年 2 月 6 日, 旋 极 信 息 春 节 送 温 暖 活 动 举 行, 共 有 6 名 职 工 收 到 了 来 自 旋 极 信 息 工 会 的 慰 问 金 常 务 副 总 经 理 刘 明 工 会 主 席 黄 海 涛 人 力 资 源 总 监 孙 保 国 党 支 部 宣 传 委 员 雷 恩 等 人 出 席 了 送 温 暖 仪 式 座 谈 会 上 领 导 与 员 工 亲 切 畅 谈 接 受 慰 问 的 孙 安 张 志 忠 赵 顺 章 三 位 员 工 入 职 均 超 过 12 年 以 上, 冯 晓 旺 王 子 振 赵 盼 军 入 职 在 5 年 左 右, 他 们 表 示, 进 入 旋 极 后 深 切 感 受 到 公 司 文 化 的 厚 重, 旋 极 是 一 家 温 暖 的 企 业, 感 谢 公 司 对 职 工 的 关 怀, 让 自 己 的 才 华 能 够 在 这 个 平 台 上 充 分 施 展 送 温 暖 座 谈 会 刘 总 表 示 : 春 节 送 温 暖 是 公 司 多 年 来 的 传 统, 慰 问 金 虽 少, 却 是 一 种 表 达, 一 种 认 可 感 谢 员 工 把 最 美 好 的 年 华 献 给 公 司, 有 这 样 做 事 低 调 踏 实 专 业 素 质 高 超 默 默 低 头 奉 献 的 员 工 是 旋 极 的 骄 傲, 公 司 始 终 心 存 感 恩 公 司 会 多 维 度 考 虑 广 大 职 工 的 需 要, 让 大 家 都 能 够 快 乐 工 作 快 乐 生 活 合 影 留 念 " 怀 揣 梦 想, 编 织 未 来 " 入 职 培 训 成 功 举 行 2014 年 11 月 5 日, 旋 极 信 息 人 力 资 源 部 组 织 了 新 员 工 入 职 培 训, 特 邀 常 务 副 总 经 理 刘 明 综 合 管 理 中 心 总 监 孙 宝 国 及 信 息 化 部 经 理 王 朝 辉 参 加 并 进 行 分 享 会 上 主 要 培 训 了 公 司 的 历 史 背 景 知 识 信 善 利 的 企 业 文 化 各 项 规 章 制 度 及 自 动 化 办 公 装 备 研 制 中 心 刘 彬 邹 志 龙 南 洋, 产 品 研 制 中 心 周 换 霞 张 超 锋, 移 动 信 息 系 统 部 王 春 光, 综 合 管 理 中 心 岳 丹 张 颖 华 超, 财 务 部 孙 晓 燕 支 晓 平, 军 工 中 心 马 峥 嵘 车 小 鹏 等 参 加 了 培 训 刘 明 副 总 经 理 在 会 上 分 享 : 在 旋 极 我 们 有 独 特 的 具 有 强 大 凝 聚 力 和 生 命 力 的 旋 极 文 化, 这 一 文 化 是 以 信 善 利 为 核 心 准 则 的 我 们 真 诚 的 希 望 各 位 同 事 从 自 身 做 起, 做 一 个 我 们 文 化 和 信 念 的 强 大 的 践 行 者 和 传 播 者 人 力 资 源 部 员 工 关 系 主 管 张 颖 分 享 : 喜 欢 一 个 职 业, 有 时 不 是 因 为 它 是 你 的 最 初 梦 想, 而 是 因 为 它 让 你 体 会 了 实 现 梦 想 的 过 程 就 像 现 在 的 你, 走 进 旋 极, 怀 揣 着 梦 想, 编 织 着 自 己 职 业 上 的 美 好 故 事, 岁 月 的 积 累 是 我 们 最 大 的 宝 藏, 祝 愿 在 大 家 都 能 够 在 旋 极 一 展 宏 图, 栽 下 希 望 的 种 子, 收 获 成 功 的 果 实 培 训 掠 影 93

旋 极 人 党 工 企 动 态 Watertek People 首 届 旋 极 杯 拔 河 比 赛 圆 满 结 束 装 备 研 制 中 心 荣 膺 大 力 士 队 为 迎 接 新 春 的 到 来, 号 召 全 体 职 工 以 朝 气 蓬 勃 的 姿 态 在 新 的 一 年 里 鼓 足 干 劲 勇 创 佳 绩, 旋 极 信 息 工 会 举 行 了 一 场 冬 日 里 的 拔 河 比 赛 比 赛 从 2015 年 1 月 19 日 启 动,1 月 23 日 正 式 落 幕, 装 备 研 制 中 心 夺 魁, 喜 获 大 力 士 队 称 号 本 届 主 题 寻 找 大 力 士 队, 共 有 以 部 门 为 单 位 的 9 个 队 伍 参 赛, 每 队 10 人, 男 女 比 例 为 7 男 3 女, 参 赛 队 员 达 90 人 比 赛 分 成 初 赛 半 决 赛 决 赛 三 个 阶 段 进 行 2015 年 1 月 19 日 初 赛, 21 日 半 决 赛,23 日 决 赛, 三 局 两 胜, 一 共 举 行 了 9 场 比 赛 赛 场 上, 各 个 队 员 齐 心 协 力 不 惧 严 寒, 使 出 浑 身 解 数 从 容 应 战, 他 们 姿 势 各 异 表 情 丰 富, 更 有 拉 拉 队 呐 喊 助 威, 现 场 气 氛 热 烈, 欢 乐 无 限 经 过 三 轮 激 烈 的 竞 争 角 逐, 装 备 研 制 中 心 轻 松 夺 冠 ; 移 动 信 息 系 统 部 荣 获 亚 军 ; 军 工 中 心 荣 获 季 军 其 余 参 赛 的 战 略 发 展 中 心 信 息 安 全 部 产 品 研 制 中 心 质 量 管 理 中 心 综 合 管 理 中 心 财 务 部 6 支 队 伍, 一 并 荣 获 纪 念 奖 主 裁 判 和 队 长 沟 通 中 移 动 信 息 系 统 部 比 赛 中 装 备 研 制 中 心 在 场 外 指 挥 号 子 下 协 力 奋 战 移 动 信 息 系 统 部 比 赛 中 军 工 中 心 的 人 们 多 么 卖 力 94

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 战 略 发 展 中 心 齐 心 协 力 蔡 总 也 加 入 了 拔 河 大 军 中 装 备 研 制 中 心 的 排 头 兵 表 情 最 到 位 顽 强 拼 搏 勇 夺 第 一 军 工 中 心 力 挽 乾 坤 亚 军 移 动 信 息 系 统 部 We are the winners 冠 军 装 备 研 制 中 心 95

旋极人 年会 Watertek People 旋极信息年会成功召开 创意与感动同在 2015年1月30日 旋极信息2015年年会在位于总部附近的朗丽茲西山花园酒店举行 旋极信息北 京全体员工与各分子公司代表近300人参会 上海旋极 成都旋极 中软金卡 百旺金赋 赛瑞工 信 唯致动力等分子公司均派代表参加 会议由综合管理中心 工会 党支部联合主办 围绕总 结 表彰 娱乐的三大主题 诠释了 激情绽放 学习求知 的企业共同梦想 陈江涛 董事长 我们的员工很优秀 我很感动 很多人从公司一成立就来 还有 很多员工刚一毕业就来 整个青春都献给了旋极 向他们表示感谢 我们员工能一如既往的支持旋极共同发展 这就是我们的凝聚力 大 家是一家人 我们的员工素质很高 这就决定了未来公司能办多大 走多远 公司现在一千多人 含税务 要成长成几千人 几万人的 话 机会很多 未来很好 因为我们有这么一群优秀的 支持旋极 忠诚旋极 愿意付出的员工 我们旋极是一个既聪明又充满智慧 又敢于牺牲自己利益的一个集体 这样的公司未来是无与伦比的 大 家要对未来充满希望 我们不要求以多快的步伐 在多短的时间内成 为一个什么样的企业 我们追求的是成为一个可持续发展的 越来越 被大家认可 越来越能为社会做贡献的企业 也越来越能让员工在物 质上受益 在精神上受益 我坚信公司在各位的努力下一定能获得成 功 刘明 常务副总经理 2014年是令人难忘的 这一年 我们把握军民深度融合重大机 遇 交出了一份合格的答卷 这一年 旋极信息在资本市场表现优 异 公司推出了第一期股权激励计划 中软金卡 中航特装加入到旋 极大家庭中 这一年 我们搬迁到了新的办公大楼 公司有了更多的 准妈妈 和 小旋极人 们 孕育了家庭新的希望 2015年将是旋 极信息实现跨越发展的关键之年 公司核心竞争力的建设将围绕 大 军工 建设展开 每一位员工都将是旋极信息发展中独一无二的宝贵 财富 新年 新家 新气象 让我们一起共同努力 再创佳绩 96

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 王 益 民 中 软 金 卡 总 经 理 平 庸 与 卓 越 之 间 的 差 别, 不 在 于 天 赋, 而 在 于 长 期 的 坚 持 专 注 和 全 身 心 的 投 入 做 事, 做 公 司, 做 行 业, 都 是 如 此 回 首 2014, 我 们 非 常 高 兴 能 加 入 旋 极 这 个 志 存 高 远 视 野 开 阔 的 平 台 在 当 今 这 个 时 代, 能 整 合 别 人 说 明 有 能 力, 能 被 别 人 整 合 说 明 有 价 值 所 以 说, 旋 极 有 能 力, 金 卡 有 价 值 我 服 务 于 金 卡 公 司 12 年, 深 知 一 个 人 干 不 过 一 个 团 队, 一 个 团 队 干 不 过 一 个 系 统, 一 个 系 统 干 不 过 一 种 趋 势, 团 队 加 系 统 再 加 趋 势, 就 等 于 成 功 一 个 人 走, 可 以 走 的 很 快 ; 一 群 人 一 起 走, 才 能 走 的 更 加 的 长 远 2015 祝 大 家 好 好 享 受 金 羊 年 将 带 给 我 们 的 各 种 美 好! 陈 为 群 上 海 旋 极 总 经 理 刚 才 王 总 说 在 金 卡 任 职 12 年, 我 一 不 小 心 倒 过 来 了 刚 才 看 见 十 年 荣 誉 员 工 颁 奖 我 非 常 激 动, 什 么 时 候 能 颁 一 个 二 十 年 的 特 殊 荣 誉 员 工 奖 呢?20 年 前, 咱 们 还 是 办 事 处 的 时 候 我 就 来 到 旋 极 很 多 人 问 过 我 为 什 么 在 旋 极 干 这 么 长 时 间 抛 开 主 观 和 客 观 的 因 素, 我 自 身 认 为 旋 极 是 一 个 大 家 庭, 有 感 情, 呆 在 这 就 是 一 种 习 惯, 习 惯 变 自 然, 自 然 变 成 惰 性, 到 了 今 天 就 是 用 十 个 棒 槌 也 赶 不 走 当 然, 因 为 我 是 股 东, 钱 沉 甸 甸 的, 是 秤 砣, 拉 着 我 走 不 了 但 旋 极 发 展 的 步 伐 一 定 会 把 我 们 淘 汰 掉, 在 座 的 年 轻 人 新 生 代 必 须 起 来 叶 明 成 都 旋 极 总 经 理 在 过 去 的 一 年 里, 成 都 旋 极 秉 承 了 简 单 做 人 简 单 做 事 的 理 念, 关 于 做 人 有 句 老 话 叫 做 事 之 前 先 做 人 我 个 人 的 理 解 有 些 片 面 : 人 本 是 人, 何 谈 做 人? 以 前 我 对 做 人 有 些 偏 见, 认 为 做 人 就 是 阿 谀 奉 承 溜 须 拍 马 见 人 说 人 话, 见 鬼 说 鬼 话 随 着 时 间 增 长 和 我 个 人 腰 围 的 增 长, 有 了 一 些 新 的 见 解 做 人 最 基 本 的 还 是 正 直 真 诚 我 们 对 父 母 对 朋 友 对 同 事 对 领 导 对 客 户, 都 要 感 恩 坦 诚 尊 重 和 信 任 父 母 给 了 我 们 生 命, 领 导 是 我 们 的 保 护 伞, 朋 友 同 事 是 支 撑, 客 户 是 衣 食 父 母 我 相 信 做 到 这 些, 人 与 人 的 沟 通 交 流 就 会 变 得 简 单 真 正 能 做 到 真 诚 沟 通 金 石 为 开 人 做 的 简 单 了, 事 情 也 就 简 单 了 97

旋 极 人 年 会 Watertek People 陈 茵 百 旺 金 赋 副 总 经 理 我 们 的 团 队 在 2014 年 是 充 满 变 化 的 一 年, 我 们 从 政 企 事 业 部 变 成 旋 极 百 旺 公 司, 又 从 旋 极 百 旺 公 司 变 成 百 望 金 赋 公 司, 有 新 的 团 队 的 加 入, 也 有 部 分 员 工 的 离 开, 业 务 内 容 和 业 务 区 域 也 在 不 断 发 生 着 各 种 变 化, 我 们 不 得 不 不 断 的 适 应 新 的 环 境, 新 的 同 事, 新 的 文 化 新 的 工 作 内 容 以 及 新 的 角 色 变 化, 在 这 个 过 程 中, 我 们 痛 苦 过 彷 徨 过, 但 在 整 个 过 程 中, 我 们 没 有 停 滞 不 前, 我 们 整 个 团 队 依 然 更 加 努 力 的 开 展 着 每 一 项 业 务 工 作 产 品 工 作 研 发 工 作, 并 且 每 一 次 调 整 过 后, 我 们 都 会 更 加 坚 定 的 朝 着 完 成 公 司 经 营 业 绩 的 大 目 标 而 前 进 这 里, 我 有 一 个 体 会, 就 是 有 志 者, 事 竟 成, 正 是 我 们 团 队 全 体 成 员 坚 定 不 移 坚 持 不 懈 的 努 力, 才 最 终 完 成 了 在 几 个 月 前 看 来 还 是 不 可 完 成 的 任 务, 实 现 目 标 的 感 觉 真 好 2015 祝 公 司 从 胜 利 走 向 新 的 胜 利 呼 伦 中 软 金 卡, 优 秀 管 理 奖 获 得 者 我 来 北 京 找 的 第 一 家 公 司 就 是 中 软 金 卡, 到 今 年 的 3 月 10 号, 正 好 满 12 年 我 做 这 么 多 年 中 层, 有 两 点 收 获, 一 是 执 行 力, 二 是 信 任 你 的 领 导 我 一 直 在 考 虑, 像 我 这 样 的 中 层 管 理 者, 在 公 司 到 底 是 什 么 样 的 一 个 位 置? 中 层 主 要 是 上 传 下 达 我 的 体 会 是 中 层 主 要 是 带 领 我 的 团 队 像 发 动 机 一 样 在 高 层 的 指 令 下 尽 快 达 到 目 标 如 果 中 层 很 得 力, 对 高 层 压 力 会 更 大 ; 如 果 中 层 不 得 力, 马 车 会 跑 得 慢 跑 歪 就 要 及 时 纠 正 ; 哪 怕 是 宝 马 的 发 动 机, 如 果 高 层 控 制 不 好, 很 可 能 会 翻 沟 里, 或 者 掉 下 悬 崖 所 以 好 的 中 层 更 需 要 好 的 高 层 如 果 大 家 认 可 我 这 个 中 层, 希 望 高 层 做 的 更 好 第 二 点, 从 决 策 方 面 来 说, 我 和 我 的 领 导 经 常 会 就 决 策 层 的 东 西 有 冲 突 但 我 一 直 认 可 一 点 : 不 同 的 人 站 在 不 同 的 位 置 角 度 不 同, 大 家 的 信 息 是 不 对 称 的 每 个 人 都 是 根 据 自 己 掌 握 的 信 息 做 判 断 的 我 作 为 中 层, 可 能 会 有 我 的 想 法, 但 真 正 和 我 的 领 导 冲 突 的 时 候, 我 相 信 大 家 战 略 不 同, 信 息 不 同, 我 会 选 择 执 行 周 恩 军 上 海 旋 极, 荣 誉 员 工 奖 获 得 者 第 一 要 感 谢 总 部 对 上 海 旋 极 的 大 力 支 持, 没 有 这 些 支 持, 我 们 的 任 务 完 成 起 来 是 相 当 困 难 的 第 二 要 感 谢 上 海 同 仁 的 刻 苦 努 力, 希 望 今 年 我 们 把 任 务 完 成 的 更 好 业 绩 做 的 更 多, 明 年 有 更 多 人 站 在 这 个 舞 台 上 98

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 屠 燕 北 京 旋 极, 优 秀 销 售 奖 获 得 者 作 为 销 售 虽 然 我 们 是 冲 在 前 面 的, 但 是 我 们 取 得 的 成 绩 跟 技 术 支 持 商 务 采 购 等 都 密 切 相 关 的, 在 这 一 并 感 谢 希 望 2015 年 大 家 能 更 好 的 配 合, 更 好 的 支 持 我 们 周 珊 成 都 旋 极, 优 秀 管 理 奖 获 得 者 祝 旋 极 同 仁 2015 年 所 有 的 期 待 都 能 出 现, 所 有 的 梦 想 都 能 实 现, 所 有 的 希 望 都 能 如 愿, 所 有 的 努 力 都 能 成 功 于 民 西 安 旋 极, 旋 极 荣 誉 员 工 奖 获 得 者 旋 极 是 一 个 温 暖 的 大 家 庭, 也 是 一 个 奋 进 的 大 家 庭 这 么 多 年 我 在 西 安 不 断 地 开 拓 进 取, 努 力 地 工 作, 得 到 了 公 司 的 认 可 祝 我 们 在 电 子 军 工 集 团 能 够 取 得 圆 满 成 功 王 涛 涛 西 安 旋 极, 旋 极 荣 誉 员 工 奖 获 得 者 我 从 20 几 岁 到 旋 极, 到 现 在 30 几 岁 还 是 小 伙 子, 谢 谢 大 家 李 焕 北 京 旋 极, 旋 极 荣 誉 员 工 奖 获 得 者 我 在 旋 极 呆 了 十 年, 算 是 最 美 的 十 年 非 常 感 谢 公 司 的 各 位 领 导 一 直 让 我 做 我 喜 欢 做 的 事 情 ; 感 谢 同 事, 我 们 一 起 工 作, 非 常 愉 快, 完 全 的 正 能 量! 99

旋 极 人 年 会 Watertek People 战 略 管 理 中 心 歌 曲 连 唱 新 年 快 乐 2 综 合 管 理 中 心 舞 蹈 咋 啦 爸 爸 1 给 你 一 个 精 彩 Give you a wonderful 军 工 中 心 刘 洁 表 演 印 度 舞 美 丽 的 心 灵 3 节 目 娱 乐 环 节 展 示 了 旋 极 人 丰 富 多 彩 的 才 华 和 创 意, 一 个 个 节 目 青 春 洋 溢 创 意 百 出, 现 场 高 超 迭 起, 让 人 惊 喜 连 连 共 有 3 个 节 目 获 奖 : 由 军 工 中 心 刘 洁 带 来 的 印 度 舞 蹈 快 乐 心 灵 绮 丽 梦 幻 ; 军 工 中 心 的 卸 膊 舞 讽 刺 了 职 场 责 任 推 诿 的 现 状 ; 装 备 研 制 中 心 的 相 声 歌 舞 屌 丝 的 逆 袭, 支 招 屌 丝 如 何 逆 袭 追 妹 子 财 务 部 诗 朗 诵 新 年 你 好, 我 们 的 2015 5 100 党 员 合 唱 团 结 就 是 力 量 4

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 军 工 中 心 的 卸 膊 舞 7 信 息 安 全 部 节 目 怒 放 的 生 命 6 产 品 研 制 中 心 歌 曲 至 少 还 有 你 8 军 工 中 心 独 特 的 出 场 方 式 9 质 量 管 理 中 心 的 歌 舞 串 烧 百 变 小 鸡 10 装 备 研 制 中 心 的 相 声 歌 舞 屌 丝 的 逆 袭 12 产 品 研 制 中 心 舞 台 剧 情 人 11 101

旋 极 人 年 会 Watertek People 年 度 表 彰 Recognition 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 2014 年 年 度 表 彰 名 单 102

2015 年 装 备 测 试 性 专 刊 总 第 18 期 2014 年 度 表 彰 名 单 集 团 表 彰 优 秀 销 售 奖 中 软 金 卡 : 王 晓 兵 上 海 旋 极 : 陶 剑 锋 成 都 旋 极 : 周 国 庆 百 望 金 赋 : 陈 茵 北 京 旋 极 : 屠 燕 黄 超 优 秀 技 术 支 持 奖 中 软 金 卡 : 肖 鹏 上 海 旋 极 : 王 丽 娜 成 都 旋 极 : 叶 丽 娟 百 望 金 赋 : 张 辉 龙 北 京 旋 极 : 刘 晓 东 唐 锦 优 秀 研 发 奖 中 软 金 卡 : 赵 海 富 上 海 旋 极 : 罗 宜 周 成 都 旋 极 : 万 波 百 望 金 赋 : 林 建 良 北 京 旋 极 : 宋 钱 骞 苗 佳 旺 优 秀 管 理 奖 中 软 金 卡 : 呼 伦 上 海 旋 极 : 闵 蓓 尔 成 都 旋 极 : 周 珊 百 望 金 赋 : 张 晶 北 京 旋 极 : 王 朝 辉 夏 林 完 成 任 务 奖 成 都 旋 极 中 软 金 卡 上 海 旋 极 百 望 金 赋 旋 极 荣 誉 员 工 奖 上 海 旋 极 : 周 恩 军 北 京 旋 极 : 于 民 王 涛 涛 李 焕 军 工 保 密 表 彰 军 工 保 密 先 进 个 人 奖 任 鲁 豫 董 文 丽 刘 爱 斌 军 工 保 密 先 进 集 体 奖 装 备 研 制 中 心 党 支 部 表 彰 海 淀 园 先 进 基 层 党 组 织 旋 极 信 息 党 支 部 海 淀 园 党 建 之 友 常 务 副 总 经 理 刘 明 海 淀 园 优 秀 党 务 工 作 者 党 支 部 副 书 记 李 强 海 淀 园 优 秀 党 员 党 支 部 宣 传 委 员 雷 恩 旋 极 信 息 党 员 标 兵 孙 国 亮 王 子 振 唐 兰 霞 旋 极 信 息 优 秀 党 小 组 第 四 党 小 组 ( 党 小 组 组 长 : 李 好 ) 旋 极 信 息 优 秀 党 员 党 支 部 宣 传 委 员 雷 恩 工 会 表 彰 北 京 旋 极 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 荣 获 海 淀 园 2014 年 度 先 进 基 层 工 会 海 淀 园 双 爱 双 评 先 进 企 业 海 淀 园 经 济 技 术 创 新 工 程 先 进 企 业 海 淀 园 爱 职 工 的 优 秀 经 理 蔡 厚 富 海 淀 园 优 秀 工 会 积 极 分 子 党 云 海 淀 园 爱 企 业 的 优 秀 职 工 黄 秋 柏 宋 捷 海 淀 园 经 济 技 术 创 新 标 兵 郑 云 龙 石 明 浩 旋 极 信 息 工 会 积 极 分 子 岳 庆 敏 夏 林 赵 顺 章 张 月 明 李 焕 张 祖 艳 孙 宇 黄 慧 刘 洁 王 轶 杰 海 淀 园 经 济 技 术 创 新 工 程 优 秀 成 果 旋 极 车 位 检 测 器 设 备 CL2000C FC2005Z 系 列 产 品 MARS 车 辆 系 统 相 关 电 气 适 配 卡 综 合 信 息 管 理 系 统 (ZG1000) 蓝 牙 USBKey 海 淀 园 优 秀 合 理 化 建 议 佟 翠 翠 : 核 算 方 式 改 进 提 高 核 算 效 益 杨 朝 周 : 使 用 商 用 电 脑 安 装 软 终 端 模 拟 设 备 工 作 过 程 夏 林 : 建 立 采 购 跟 踪 制 度 夏 林 : 生 产 发 料 预 点 料 制 度 孙 宇 : 完 善 ISO9000 售 后 维 修 管 理 办 法 郑 子 绍 : 修 改 扳 手 式 专 用 工 装 为 套 筒 式 专 用 工 装 以 供 各 项 目 产 品 安 装 F 系 列 接 插 件 时 使 用 103

旋极人 自由书写 Watertek People 从 看三国时期发达的谋略思想 LONGZHONGDUI 隆中游感悟 文 余建平 成都旋极市场部经理 亮躬耕陇亩 好为 梁父吟 身长八尺 每自比于管仲 乐毅 时人莫之许也 惟博陵崔州平 颍川徐庶元直 与亮友善 谓为信然 时先主屯新野 徐庶见先主 先主器之 谓先主曰 诸葛孔明者 卧龙也 将军岂愿见之乎 先主曰 君与俱来 庶曰 此人可就见 不可屈致也 将军宜枉驾顾之 由是先主遂诣亮 凡三往 乃见 因屏人曰 汉室倾颓 奸臣窃命 主上蒙尘 孤不度德量力 欲信大义于 天下 而智术浅短 遂用猖蹶 至于今日 然志犹未已 君谓计将安出 亮答曰 自董卓已来 豪杰并起 跨州连郡者不可胜数 曹操比于袁绍 则名微而众寡 然操遂能克绍 以 弱为强者 非惟天时 抑亦人谋也 今操已拥百万之众 挟天子而令诸侯 此诚不可与争锋 孙权据有江东 已历 三世 国险而民附 贤能为之用 此可以为援而不可图也 荆州北据汉 沔 利尽南海 东连吴会 西通巴 蜀 此用武之国 而其主不能守 此殆天所以资将军 将军岂有意乎 益州险塞 沃野千里 天府之土 高祖因之以成 帝业 刘璋暗弱 张鲁在北 民殷国富而不知存恤 智能之士思得明君 将军既帝室之胄 信义著于四海 总揽英 雄 思贤如渴 若跨有荆 益 保其岩阻 西和诸戎 南抚夷越 外结好孙权 内修政理 天下有变 则命一上将 将荆州之军以向宛 洛 将军身率益州之众出于秦川 百姓孰敢不箪食壶浆以迎将军者乎 诚如是 则霸业可成 汉室可兴矣 先主曰 善 于是与亮情好日密 关羽 张飞等不悦 先主解之曰 孤之有孔明 犹鱼之有水也 愿诸君勿复言 羽 飞乃止 春节在家待了十天还是有些闷 于是便想出去走 址地 南阳的证据是先生的出师表 臣本布衣 躬耕 走 荆门到襄阳就一百公里的路程 回了七八次荆门 南阳 实际上三国时代的南阳和现代的南阳区域不一 都还未到襄阳去看看古隆中 我是一个历史迷 而其 样 那口古井据说是襄阳胜出的关键物证 中又特别喜欢三国那段波澜壮阔 英雄辈出的历史 作为一个三国迷又怎能错过古隆中这个地方呢 104 虽说景点不多 但那段历史是我们多少时间也无 法读完的 三国中我最喜欢 隆中对 不管是 三 初八一早我便出发 驾车一个多小时便到了古 国演义 三国志 还是影视作品中的 隆中对 隆中 在我的记忆中每次到历史古迹游览的时候天总 我都读过很多遍 它包含了太大的信息量值得我们去 会下起小雨 也不知是不是老天要故意增添些历史岁 解读和思考 给了我们在现代生活和工作中很多启 月的厚重 古隆中离襄阳古城约十公里 诸葛先生的 示 以下几点就是我在游览隆中的一些思考 这些思 草庐建在一座小山的半山腰 山脚下有一条小溪和几 考对现代的我们也有一些新的意义 亩田地 想必那几亩田地就是先生当年躬耕的地方 先生为何选择襄阳作为 卧龙 的地方 吧 说实话 古隆中真没有太多游览的地方 概括起 襄阳是当时南北东西的交通枢纽 现在仍然 来就是 一口古井 一块石碑 一座祠堂 一间草 是 信息灵通 各路英雄众多易结交 又相对避开 庐 特别是那口古井 是隆中保留至今唯一的物证 了中原的战争 这些都是先生选中襄阳的地方 厚积 一直以来 湖北的襄阳和河南的南阳都在争古隆中遗 是为了薄发 薄发就必须要有足够的信息量和社会关

2015年装备测试性专刊 总第18期 系圈子作为后盾 现代的我们也一样 我们还在寻找职 场定位和效力公司的时候 一定要处于一个开放的行业 信息面上 还要构建社会关系圈 这样才能更好地选择 发展平台 先生的选择同样也适用于发展的公司 这就 是为什么现在这么多公司会选择北京 上海 深圳 成 都作为公司的总部地 先生真的没有为自己应聘工作做策划 方案吗 三国演义 中描写先生与世无争 躬耕南阳 若 不是刘皇叔三顾茅庐 先生定不会出山 若信这个就错 了 先生早就自比 管乐 管仲 乐毅 有见过管 的时候老丈人要多考验几次 不要轻易答应 否则那小 仲 乐毅不帮助老板治国平天下 而天天在家耕田吗 子不会珍惜的 提拔下属时多沟通几次 否则下属会认 其实先生早就策划了一出个人营销方案 先是自比管 为是不是资历到了而升职 公司战略规划的时候多讨论 乐 再是借徐庶 司马徽等人故弄玄虚 并以两次不见 几次 不然员工会认为这事过于草率 提高身价 在职场的我们也一样 你有能力还不行 还 先生为何选择刘皇叔这个平台 要找机会让伯乐来发掘你 提拔你 公司做的产品好还 鸟择良木而栖 臣择明君而侍 先生选择刘皇叔无 不行 还要策划好的营销方案推广出去 用户才能体验 非两个原因 第一刘皇叔有一支军队 皇叔的身份 这是 到 古语说 酒香不怕巷子深 我觉得最好该为 酒要 一个较好的平台 第二刘皇叔手下武强文弱 特别缺少一 香 巷子不要深 个战略规划师 这就给职场的我们一个启示 我们要选择 为何 三顾茅庐 先生才会出山 一个满意的平台效力 该平台还有展示我们能力 才华的 刘皇叔 皇亲国戚 大将军职 省部级官职 首次 职位空缺 这样的话就注定会员工 公司双赢 拜见先生 先生外出 再次拜见先生 先生外出未归 未出草庐 计定天下 的战略规划 三次拜见先生 先生榻上酣睡 醒来一策 隆中对 这是我最喜欢 三顾茅庐 的原因 也是故事最经 携手出山共治天下 多么令人羡慕的一对儿啊 那么问 典的地方 我个人认为先生对刘备集团最大的贡献不是 题来了 第一 三顾茅庐 为何得到两千年的追捧(到 火烧赤壁 也不是五次北伐曹魏 而是给刘备集团制定 现在都是) 很简单 现代职场的人们是多么渴望得到先 了一个清晰可执行的战略规划 刘备在遇到先生之前一 生般的礼遇 若我们的管理者这般对待我们的员工 客 路跌跌撞撞 今天追随袁绍 明天投靠曹操 过着寄人 户 哪还有不死心塌地的追随公司 忠于公司的呢 第 篱下的日子 他也很迷茫我们到底要要走向何方 直到 二为何是 三顾 而不是 一顾 先生才出山呢 假如 遇到先生给出的隆中对策 夺取荆州 解决生存 刘皇叔一顾茅庐 先生满口答应出山相辅 结果会是这 攻取益州 成长发展 统一全国 顶峰状态 此 样 刘备会怀疑孔明是不是个骗子 名不其实 而孔明 前刘备的战略从未有过如此的清晰 我认为这是中国历 也同样会感到郁闷 我就那么不值钱吗 这么容易就答 史上最伟大的战略规划 今天也一样 当任何一家企业 应了 刘备会不会重用我 其实这给予我们现代生活 停滞不前 局面混乱的时候 是不是要审视下企业是否 工作中一些管理启示 在重大的事件或决策上多几个 有一个明确清晰的战略规划 制定的战略规划是否符合 来回 不要认为这是效率低的表现 例如 嫁女儿 这个社会 行业的环境 辩证看法 战略思想 在中国古代的战略思想中 隆中对 具有典范价值 诸葛亮在登上政治舞台之初 就以 隆中对 的方式为刘备描述出一个战略远景 隆中对 在事实论证上 对大局的判断是符合实际的 但是也要看到 在战略分析层面 隆中对 在实力和使命的关系上打了马虎眼 埋下了知其不可 为而为之的伏笔 伟人评价 毛泽东认为诸葛亮必败 始误于隆中对 千里之遥而二分兵力 其终则关羽 刘备 诸葛亮三分兵力 安得不败 乍一看 荆州 益州两 路出击是一个颇有诱惑性的方案 但毛泽东却很清楚 荆州离益州千里之遥 两地分兵的做法必然让刘备军团更加失去兵力上的优势 可以说 蜀汉衰亡的 祸根在于 隆中对 105

旋 极 人 自 由 书 写 Watertek People 上 海 旋 极 希 望 之 春 文 谢 声 宁 上 海 旋 极 技 术 部 软 件 工 程 产 品 技 术 工 程 师 这 是 最 好 的 时 代, 这 是 智 慧 的 时 期, 这 是 光 明 的 季 节, 这 是 希 望 之 春 这 是 一 间 简 约 静 雅 又 不 失 个 性 化 的 办 公 室, 银 灰 色 的 金 属 风 格, 乌 黑 的 天 花 板 裸 露 在 外, 仿 佛 一 艘 巨 舰 深 沉 而 内 敛 ; 每 天 都 有 专 人 多 次 打 扫, 广 阔 的 空 间 里 一 尘 不 染, 在 各 个 角 落 里 堆 砌 着 不 少 同 样 色 调 的 金 属 箱 子, 厚 重 而 又 沉 默, 就 像 一 个 基 地 的 军 火 库, 只 是 在 这 里 充 斥 着 的 是 知 识, 是 科 技, 是 信 息 所 产 生 的 力 量 在 办 公 桌 上, 在 隔 板 之 间, 在 窗 台 之 上, 绿 植 茁 壮 地 成 长 着, 贪 婪 地 吸 收 着 阳 光 和 水 份 举 目 望 去, 玻 璃 窗 外, 映 入 眼 帘 的 是 一 片 绿 色 的 海 洋, 春 去 冬 来, 万 物 峥 嵘 这 里, 是 上 海 旋 极 曾 几 何 时, 我 喜 欢 徐 家 汇 的 繁 华 景 象, 喜 欢 南 京 路 的 车 水 马 龙, 喜 欢 陆 家 嘴 的 高 楼 林 立 但 我 也 喜 欢 这 里, 这 里 的 人 很 少 看 到 时 尚 的 穿 着, 精 致 的 容 妆, 但 在 每 个 人 的 眼 中 你 可 以 看 到 智 慧 的 闪 光, 坚 定 的 意 志 漕 河 泾 现 代 服 务 业 园 区, 这 是 一 个 充 满 了 来 自 祖 国 大 地 各 个 地 方 有 志 之 士 的 园 区, 同 样 都 怀 揣 着 梦 想, 同 样 都 充 满 着 朝 气 蓬 勃 与 奋 发 向 上 上 海 旋 极 所 在 的 徐 汇 区 古 美 路 1528 号, 环 境 幽 美, 整 洁 僻 静 这 里, 有 的 人 还 是 艰 苦 奋 斗 着 的 草 根, 有 的 人 已 事 业 有 成 开 着 豪 车 在 这 里, 只 要 你 有 才 能, 一 切 皆 有 可 能 或 许 有 一 天, 你 就 是 下 一 个 乔 布 斯, 下 一 个 马 化 腾, 下 一 个 马 云 就 像 比 尔 盖 茨 告 诉 世 人 的,IT 界 从 来 不 缺 乏 奇 迹, 也 从 来 不 缺 乏 机 会 当 我 第 一 天 走 进 这 里 的 时 候, 我 就 被 墙 上 贴 着 的 员 工 行 为 规 范 所 吸 引 : 总 则 尽 职 纪 律 守 时 仪 表 惜 物 等 等, 每 一 条 都 简 单 而 又 实 际, 没 有 空 话 套 话, 而 是 具 体 地 提 点 了 我 们 的 行 为 准 则 旋 极 既 重 视 业 务 能 力 的 提 升, 也 重 视 对 员 工 品 格 的 培 养 快 乐 地 工 作, 享 受 工 作 的 快 乐, 这 正 是 在 旋 极 工 作 最 能 体 会 到 的 旋 即 旋 转, 象 征 着 阴 阳 的 运 动 消 涨 综 合 与 变 换 极 即 极 致, 代 表 阴 阳 两 极, 大 到 无 边, 小 到 无 点 我 理 解 这 两 个 字 为 以 自 然 为 友, 以 人 生 为 法 在 大 多 数 信 息 产 业 都 引 入 国 外 管 理 理 念 的 同 时, 旋 极 却 秉 承 着 国 学 的 文 化 传 统, 秉 承 信 善 利 的 企 业 准 则 上 善 若 水, 水 善 利 万 物 而 不 争 旋 极 的 企 业 文 化 正 如 水 一 般, 绵 绵 密 密, 微 则 无 声, 巨 则 汹 涌 每 个 人 就 像 一 艘 船 一 样, 都 有 属 于 自 己 的 彼 岸, 在 人 生 之 始, 便 想 清 楚 自 己 行 走 的 水 域 与 航 道, 朝 自 己 的 人 生 彼 岸 迈 进 这 样 落 地 的 企 业 文 化 保 障 公 司 朝 着 国 际 一 流 的 信 息 技 术 服 务 公 司 的 方 向 不 懈 前 行 106