综合模块化航空电子软件测试环境

综合化航空电子技术分析1. 引言1.1 综合化航空电子技术分析综合化航空电子技术是指将各种航空电子设备进行整合和优化，以提高航空器飞行性能、安全性和效率的技术。

随着航空产业的快速发展和航空器性能要求的不断提高，综合化航空电子技术逐渐成为现代航空领域的重要发展方向。

综合化航空电子技术的核心在于整合不同的电子设备和系统，使其能够相互通信、共享信息，并实现自动化控制和反馈。

通过综合化，航空器可以实现更精确的导航定位、更快速的数据处理、更可靠的通信连接，从而提升整体性能。

在应用方面，综合化航空电子技术已经广泛应用于飞行导航系统、航空通信系统、飞行控制系统、卫星定位系统等领域。

这些技术的应用使得航空器在飞行过程中能够实现更高的精准度、可靠性和安全性。

综合化航空电子技术的发展趋势主要体现在对新技术的不断集成和创新，包括人工智能、大数据分析、物联网等技术的应用，以及对航空器智能化、自主化的追求。

这些趋势将继续推动综合化航空电子技术向更高水平发展，为航空产业带来新的机遇和挑战。

2. 正文2.1 航空电子技术的发展历程航空电子技术的发展历程可以追溯到20世纪初。

在那个时期，航空器主要依靠机械部件进行操作，电子技术的应用很有限。

随着电子技术的不断发展，航空电子技术逐渐开始应用于航空器中，并在第二次世界大战期间得到了快速发展。

20世纪50年代，随着航空器的发展和航空业的迅速壮大，航空电子技术迎来了一个新的发展时期。

航空器开始广泛应用雷达、导航系统、通信设备等电子设备，大大提高了航空器的性能和安全性。

进入20世纪80年代以后，随着微电子技术与航空电子技术的结合，航空电子技术迈入了一个全新的阶段。

航空器可以通过卫星通信实现全球范围内的通信，航空雷达系统也得到了极大的改进，使航空器在恶劣天气条件下的飞行更加安全可靠。

随着时代的发展和技术的进步，航空电子技术已经成为航空业中不可或缺的一部分，为航空器的设计、制造和运行提供了重要支持和保障。

0引言航空电子系统属于复杂实时处理和控制系统，是实现飞机任务使命的关键。

随着计算机技术的快速发展，软件在航电系统中的比重不断上升，F-35飞机中机载软件已达到500万行源代码的规模，现代航电系统已由机电密集型过渡到软件密集型[1]。

为了应对航电系统规模、性能和复杂性的飞速发展，综合模块化航电[2-3](综合航电)软件应运而生，其主要特点是采用开放式体系结构，应用商用货架产品构件进行软件开发[4]，以实现软件功能的综合化、模块化和通用化。

国外具有代表性的研究成果包括ARINC-653[5]和ASAAC[6]等综合航电软件体系结构。

国内的相关研究仍处于初期阶段，主要工作集中在对国外现有综合航电软件体系结构的分析和总结[7-10]。

目前我国业已颁布了《航空电子应用软件接口要求》GJB-5357-2005[11]，明确要求在新一代飞机中开展综合航电软件研制。

随着软件的大量应用，软件失效在航电系统中的比例也呈直线上升趋势。

据统计，目前我国航电系统中约70%的失效是由软件缺陷引起的[12]。

由此可见，软件质量决定了航电系统乃至飞机的质量。

国内外多年工程经验表明，软件测试是保证软件质量的最有效手段[13]。

但目前国内对于综合航电软件测试环境的研究仍处于空白。

因此，针对综合航电软件提出行之有效的软件测试环境，成为了保证软件质量急需解决的课题，对于以国产大飞机为代表的自主航空工业发展具有重要意义。

1航空电子软件特点航电软件属于实时嵌入式软件，具有以下特性[14]：①实时特性，要求能够及时、正确响应外部事件并输出结果；②嵌入式特性，通过外部数据接口完成输入输出；③周期特性，多采用周期任务执行方式。

综合航电软件除具备上述实时嵌入式软件的通用特性外，最重要的特点就是具备功能综合化和结构层次化的软件体系结构。

通过对国内外典型综合航电软件体系结构[5-6,8,10]的分析和归纳，综合航电软件可以表示为图1所示的三层体系结构，分别为：(1)应用软件层：处理航电系统的应用领域业务，并按功能收稿日期：2010-08-15；修订日期：2010-10-18。

航空航天工程师的航空器电子系统测试航空航天工程师在设计、制造和维护飞行器时，必须确保电子系统的高可靠性和正常运行。

航空器电子系统的测试是确保安全飞行的重要步骤之一。

本文将介绍航空航天工程师在航空器电子系统测试中所面临的挑战以及应对方法。

一、电子系统测试的重要性航空器电子系统测试是确保飞行器安全运行的关键环节之一。

电子系统的错误和故障可能导致飞行器的不稳定、失效甚至事故。

因此，对电子系统进行全面而准确的测试是非常重要的。

二、电子系统测试的挑战和难点1. 多种功能及系统的测试：电子系统中包含了多种功能和系统，如通信、导航、控制等。

测试人员需要确保每个功能和系统均符合设计要求。

2. 复杂的测试环境：航空器电子系统测试需要在模拟真实飞行环境的条件下进行。

由于飞行条件的复杂性，测试环境的搭建和模拟难度较大。

3. 安全性和可靠性要求高：航空器电子系统的要求非常高，必须具备高度的安全性和可靠性。

测试人员需要确保系统在各种极端条件下仍能正常工作。

三、电子系统测试的方法和流程为了应对航空器电子系统测试的挑战，航空航天工程师采用了以下方法和流程：1. 需求分析：首先，测试人员需要仔细分析电子系统的设计要求，明确每个功能和系统的测试目标和标准。

2. 测试设计：根据需求分析的结果，测试人员将制定详细的测试计划，并选择适当的测试方法和工具。

3. 功能测试：测试人员将对每个功能进行独立测试，确保其满足设计要求。

这包括模拟输入和输出信号，验证系统的响应和输出是否符合预期。

4. 集成测试：测试人员将不同功能和系统进行集成测试，以验证它们之间的协调工作和互操作性。

5. 性能测试：通过模拟真实飞行环境的条件，测试人员将对系统的性能进行评估，包括响应时间、准确性和稳定性等。

6. 安全性和可靠性测试：测试人员将对系统进行各种安全性和可靠性测试，以确保系统在各种异常情况下仍能正常工作。

7. 缺陷修复和验证：在测试过程中发现的缺陷将被记录并通知开发人员进行修复。

利用仿真技术完成综合航电系统测试【摘要】介绍了1553B总线系统的构成和特点，说明了测试系统利用仿真技术完成对综合航电系统1553B一级总线的采集、翻译、数据显示等功能等，同时完成人在回路的测试功能。

【关键词】综合航电 1553B总线系统仿真技术系统测试1 引言对于现代作战飞机来说，航空电子综合化系统的作用日益重要，通过总线联网技术实现航电系统，可以使作战飞机的各个子系统达到高度的资源综合和信息共享，从而有效地完成各种攻击任务。

本文说明了1553B总线和仿真系统的构成以及利用仿真系统来完成航电系统的一级总线测试。

2 1553B总线通信系统构成及其特点一个综合系统通常由若干子系统通过嵌入式总线接口并经过总线介质互连而成，各个子系统操作独立，资源和功能则可通过网络共享。

从通信系统的角度看，在所有的子系统中有一个作为总线控制器(BC)，其他的子系统都是远程终端(RT)。

以某型飞机综合系统航电总线为例，1553B通信系统的组成如图1所示。

图1 总线通信系统构成由于1553B总线在减少电子设备的体积，重量、复杂性以及电子系统综合费用诸方面的优点，成为了机动平台电子系统的主要工作支柱。

它具有不同于一般电子网络的鲜明特点。

1553B总线是一种广播式分布处理的计算机网络，网络上可挂接32个终端，所有的终端(节点)共享一条消息通路，任一时刻网络中至多只有一个终端在发送消息，传送中的消息可以被所有终端接收，实际接收的终端通过地址来识别。

网络结构简单，终端的扩展十分方便，任一终端(除总线控制器外)的故障都不会造成整个网络的故障，总线控制器则可以通过备份来提高可靠性。

但是网络对总线本身的故障比较敏感，因此通常采用双余度总线。

强调了实时性，1553B总线的传输码速率为1Mbps，每条消息最多包含32个字(每个字十六位)，因此传输一条消息的时间比较短。

1553B总线按指令/响应的方式异步操作，即总线上的所有消息传输都由总线控制器发出的指令来控制，相关终端对指令应给予回答(响应)并执行操作。

4航电测试随着基础电子技术发展和航空应用拓展，航电系统和机载电子设备日益成为飞机最重要的部分。

很多当代的航空应用也正是依靠先进的航电系统和机载电子设备才得以实现。

航电系统自身关注于如何提高系统性能和实现功能融合，如何进一步减轻系统重量，从而提升整个飞行系统的性能，于此同时还需要确保航电集成系统的可靠性和稳定性。

在这些背景下，新一代航电系统对综合化、集成化的要求越来越高，也出现了IMA 综合模块化航电系统的架构，以及在确保成熟可靠性前提下，选用更为先进的航空总线。

于此对应，航电设备的测试保障系统也需要适应航电发展的趋势要求。

这其中涉及的主要关键技术为：一、通用模块化测试架构，是综合化航电系统测试保障和混合信号测试的基础；二、高性能商用技术，是满足新一代航电系统实现先进功能测试的关键；三、高效软件技术，灵活定义测试系统的功能用途，并使之符合特定航空业内标准。

NI 为航电系统测试提供以软件为中心的PXI 模块化测试系统。

在保证系统可靠性、灵活性的前提下，充分利用最新的高性能商业可用技术，以满足不同的测试保障要求和多功能混合信号测试需求。

NI 解决方案航电系统自动化测试设备飞行控制系统（仿真）测试防撞测试电气参数功能性测试无线电高度表测试GPS 信号模拟器导航/通信系统测试气象雷达测试塔康模拟校准测试系统机载导航系统半实物仿真NI PXI模块化测试平台提供从基本电量到射频与微波频段测试的各种模块化仪器，包括具备隔离功能的高可靠性模拟/开关信号输入输出、传感器信号调理与采集、各式信号激励、航空总线通信（ARINC 429，MIL-STD-1553，AFDX/ARINC664p7）、总线测试仪等。

同时，NI提供功能强大的软件工具，帮助航电系统工程师加速测试系统的开发。

这些测试行业的标准软件包括NI LabVIEW、NI LabWindows/CVI、NI Measurement Studio等测试开发软件，以及测试管理与数据管理软件。

什么是软件测试环境_软件测试环境有哪几种_做软件测试要用到什么工具软件测试一共有哪几种类型软件测试是指使用人工或者自动的手段来运行或测定某个软件产品系统的过程，其目的是在于检验是否满足规定的需求或者弄清预期的结果与实际结果的区别，本文主要描述一下软件测试一共有哪几种类型。

单元测试（Unit test）：是针对模块组件或方法的测试。

在本人的操作中，一般是开发员工作范围内的测试；在具备组件接口规范的情况下，一般需要做一个测试工具模拟调用环境，编写测试实例，通过断点情况监视模块实际工作是否正常。

白箱测试：在理解内部流程的情况下针对逻辑流程设计测试实例，目的是找出极限边缘以及内在的逻辑错误。

单元测试中白箱测试的比例很高，（原因不难理解，还有谁比作者自已更理解模块的构造流程的？）。

黑箱测试：这是QC部门的主要工作。

黑箱测试主要在于编写测试实例。

不过在实际操作中，都是把最不懂技术的成员分配做测试，最高技术水平就是会用VSS，所以也就别指望编什么测试实例。

压力测试：评价一个系统极限可以承受的压力是多少，同时在超负荷后的的响应情况；同时，在极限状况下，一些平时不太出现的bug也会浮现出来。

回归测试；在修改其中一个模块后看其他模块有什么问题。

作者认为这个测试是过程化程序的观念产物，在模块化软件中相互耦合程度低，而且服从统一的调动协议，是不是修改真是自家里的事情，和他人（模块）没有半点相干。

整体测试：把不同的模块连结后，看看联合工作情况如何。

这实际上是对接口协议的测试。

作者认为是可以作为接口互动部分的设计一部分工作，没有必要摆出来作为流程之一。

同理还有系统测试，反正最后整个系统运行起来是什么情况。

看似大，但如果前面已经做到好好的，这里如果出问题那才叫怪呢！软件测试一共有哪几种类型？作为一名初学者来说，了解了软件测试的类型还不够，应用在不同类型中所需的工具也是很多的，那么做软件测试要用到什么工具呢，请看下文。

航空电子设备的集成与测试方法的研究与分析航空电子设备是现代飞机的重要组成部分，其性能和可靠性直接关系到飞行安全和任务的完成。

随着航空技术的不断发展，航空电子设备的集成度越来越高，功能越来越复杂，这对其集成和测试方法提出了更高的要求。

本文将对航空电子设备的集成与测试方法进行深入的研究和分析。

一、航空电子设备集成的概念和特点航空电子设备集成是指将多个独立的电子设备和系统通过一定的技术手段组合在一起，形成一个有机的整体，以实现飞机的各种功能和任务。

航空电子设备集成具有以下特点：1、高可靠性要求由于航空飞行的特殊性，航空电子设备必须具备极高的可靠性，以确保在各种恶劣环境和复杂情况下的正常运行。

2、强电磁兼容性飞机内部存在着复杂的电磁环境，不同的电子设备之间容易产生电磁干扰。

因此，在集成过程中必须充分考虑电磁兼容性，采取有效的措施来抑制干扰。

3、严格的重量和空间限制飞机的设计对重量和空间有着严格的限制，航空电子设备的集成必须在满足功能需求的前提下，尽可能减小设备的体积和重量。

4、高速数据传输和处理能力现代航空电子设备需要处理大量的数据，并进行高速的数据传输，以实现实时的控制和决策。

二、航空电子设备集成的方法1、硬件集成硬件集成是将不同的电子设备通过物理连接和接口匹配，构建成一个硬件平台。

这包括电路板的设计、连接器的选择、机箱的布局等方面。

在硬件集成过程中，需要考虑散热、抗震、防尘等因素，以保证设备的稳定运行。

2、软件集成软件集成是将不同设备的控制软件和应用程序进行整合，形成一个统一的软件系统。

软件集成需要解决不同软件之间的接口兼容性、数据格式转换、通信协议匹配等问题。

3、系统架构设计系统架构设计是航空电子设备集成的关键环节。

通过合理的系统架构设计，可以优化设备之间的通信和协作，提高系统的性能和可靠性。

常见的系统架构包括分布式架构、集中式架构和混合式架构。

三、航空电子设备测试的重要性测试是确保航空电子设备质量和性能的重要手段。

第30卷　第10期航　空　学　报Vol 130No 110　2009年 10月ACTA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA Oct. 2009收稿日期:2008208228;修订日期:2008211218基金项目:总装备部预研基金(9140A17020307JB3201);空军工程大学工程学院优秀博士论文创新基金(BC07003)通讯作者:褚文奎E 2mail :chuwenkui @1261com 文章编号:100026893(2009)1021912206综合模块化航空电子系统软件体系结构综述褚文奎,张凤鸣,樊晓光(空军工程大学工程学院,陕西西安　710038)Overvie w on Soft w are Architecture of Integrated Modular Avionic SystemsChu Wenkui ,Zhang Fengming ,Fan Xiaoguang(Institute of Engineering ,Air Force Engineering University ,Xi ’an 710038,China )摘　要:作为降低系统生命周期费用(L CC )、控制软件复杂性、提高软件复用程度的重要手段之一,软件体系结构已成为航空计算领域的一个主要研究方向。

阐述了综合模块化航空电子(IMA )的理念,分析了推动IMA 产生和发展的主要因素。

总结了ARINC 653,ASAAC ,GOA 以及F 222通用综合处理机(CIP )上的软件体系结构研究成果,并讨论了IMA 软件体系结构需要解决的若干问题及其发展趋势。

在此基础上,对中国综合航电软件体系结构研究提出了一些见解。

关键词:综合模块化航空电子;软件体系结构;开放式系统;软件工程;军事工程中图分类号:V247;TP31115 文献标识码:AAbstract :As an important means to decrease system life cycle cost (L CC ),control software complexity ,and improve the extent of software reuse ,software architecture has been a mainstream research direction in the aeronautical computer field.This article expatiates the concept of integrated modular avionics (IMA ).Three major factors are analyzed which promote the development of IMA architecture.IMA software architectures presented by ARINC specifications 653,ASAAC ,GOA ,and F 222common integrated processor (CIP )are summarized.Discussion about some problems to be solved and the development trend is made for IMA soft 2ware architecture.Finally ,some views are presented about IMA software architecture research in China.K ey w ords :integrated modular avionics (IMA );software architecture ;open systems ;software engineering ;military engineering 军用航空电子系统(以下简称:航电)是现代战机的“中枢神经”,承载了战机的绝大部分任务,比如电子战、通信导航识别(CN I )系统等,是决定战机作战效能的重要因素。