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基于信號接口的自動(dòng)測試系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
摘要：實(shí)現(xiàn)儀器可互換性和TPS重用性、可移植性是通用自動(dòng)測試系統(tǒng)（ATS）的發(fā)展方向。論述了ATLAS 2K語言和IVI-Signal Interface標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)。給出了一種基于信號接口的自動(dòng)測試系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)方法。這一方案融合了當(dāng)前正在發(fā)展的各種測試系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)技術(shù)，為通用ATS設(shè)計(jì)提供了技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑。自動(dòng)測試系統(tǒng)（ATS，Automatic Test System）是裝備形成戰(zhàn)斗力的重要保證，儀器的可互換性和測試程序集（TPS，Test Program Set）的重用性、可移植性是通用ATS的重要指標(biāo)。當(dāng)前，ATS軟件的開發(fā)方式有“面向儀器”和“面向信號”兩種，
面向儀器的TPS開發(fā)基于儀器，很難從本質(zhì)上反映被測設(shè)備測試需求，加上儀器種類繁多，功能各異，因此很難實(shí)現(xiàn)互換，軟件通和性差；面向信號的開發(fā)方式基于被測對象（UUT，Unit Under Test）的測試需求和測試資源的測試/激勵(lì)能力，解決了需求與供應(yīng)之間的矛盾，通用性強(qiáng)。應(yīng)用在ATS中的軟件技術(shù)經(jīng)歷了過程編程語言（如C）、Windows DLL、面向?qū)ο缶幊蹋∣O）、組件對象模型（COM）的漫長發(fā)展過程。COM采用面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)思想，以標(biāo)準(zhǔn)接口提供功能調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了程序的模塊化、通用性設(shè)計(jì)。近期出現(xiàn)的ATLAS 2K（Abbreviated Test Language for All System 2000版本）語言和IVI-Signal Interface標(biāo)準(zhǔn)均基于COM技術(shù)，二者結(jié)合，給通用ATS軟件設(shè)計(jì)提供了解決方案。
1 ATLAS 2K
1962年，為了描述UUT的測試需求，美國的ARINC（Aeronautical Radio Incorporation）公司開始發(fā)展ATLAS（Abbreviated Test Language for Avionics System）語言，并于1968年定下ARINC Std 416-1標(biāo)準(zhǔn)。ATLAS獨(dú)立于測試設(shè)備，提供了一種在UUT工程師、TPS開發(fā)人員和TPS最終用戶之間明確傳送信息的方式。ATLAS用標(biāo)準(zhǔn)信號和基于事件的表達(dá)方式描述UUT的測試需求，通過編譯器，這些描述代碼可在指定的ATS上執(zhí)行。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，隨著技術(shù)更新的加快和測試需求的增長，ATLAS暴露出了很多問題，比如：更新速度慢；開發(fā)工具昂貴；ATLAS體系龐大、
模糊等。這一切限制了ATLAS的進(jìn)一步發(fā)展。ATLAS 2K是由Test Description Sub-Committee of SCC 20在ATLAS的基礎(chǔ)上制訂的新標(biāo)準(zhǔn)，它采用SMML（Signal and Method Modeling Language）語言和面向?qū)ο蠹夹g(shù)，給ATLAS語言減了肥，優(yōu)化了程序結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了對UUT測試需求描述的準(zhǔn)確性；并且可在任何支持COM技術(shù)的平臺上使用圖形工具進(jìn)行編程，簡化了程序設(shè)計(jì)。
1.1 ATLAS 2K模型
ATLAS 2K模型建立在層狀信號組件模型之上，由信號基類、基本信號組件和復(fù)合信號組件三層組成。
圖1給出了用SMML語言構(gòu)建的類名為SignalFunction的信號基類模型。SMML源于Haskell Function Language，提供了用于描述信號屬性和方法的機(jī)制，通過制定語法規(guī)則和大量預(yù)定義動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)對信號類的定義。通常情況下，信號基類包括信號輸入端（In）、事件輸入端（Sync）、信號輸出端（Out）、控制參數(shù)輸入端（屬性）、被測信號輸出端（Value）等功能接口。當(dāng)然，不同類型的信號也可以包括不同的接口，如激勵(lì)信號類可以沒有In接口、Value只對傳器信號有效等。
信號（Signal）和事件（Event）是標(biāo)準(zhǔn)化的信號類接口，組成元素包括屬性和方法。屬性標(biāo)志著信號對象的當(dāng)前狀態(tài)，如運(yùn)行、暫停、停止等；方法則實(shí)現(xiàn)在狀態(tài)之間切換。
信號基類模型提供了消息（連續(xù)的為信號，離散的為事件）傳送機(jī)制，用來改變信號對象的狀態(tài)和行為。信號對象可以通過In/Sync接口接收其它對象送來的消息，也可以把消息通過Out接口傳遞給其它對象。例如，一個(gè)Ready事件可把信號對象由停止（Stop）狀態(tài)變?yōu)檫\(yùn)行（Run）狀態(tài)；一個(gè)Active事件可以讓傳感器信號對象執(zhí)行數(shù)據(jù)采集操作等。
信號類經(jīng)例化后，可以仿真某些角色信號（如激勵(lì)信號、測試信號、事件調(diào)節(jié)器信號、信號調(diào)節(jié)器信息等）、UUT節(jié)點(diǎn)等。
ATLAS 2K模型的基本信號組件層提供了可重用、經(jīng)格式化描述的基本信號（底層信號），它們是基于COM技術(shù)的對信號類繼承、封裝并進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)物。每個(gè)基本信號組合件都存在一個(gè)靜態(tài)SMML描述和一個(gè)抽象的運(yùn)行期控制模型，前者定義信號特片，后者在某一特定ATS中定義信號的行為。通過這些基本信號組件可以定義所有較高層的信號。
ATLAS 2K模型的復(fù)合信號組件庫與ATLAS的EXTEND功能類似，通過定義基本信號組件產(chǎn)生的復(fù)合信號和使用這些信號的規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了對信號的擴(kuò)展。圖2給出了由基本信號組件1和2實(shí)現(xiàn)復(fù)合信號n的示意圖。復(fù)合信號組件可以仿真復(fù)雜信號，如射頻（RF）信號、數(shù)據(jù)總線信號等。
1.2 ATLAS 2K的工程應(yīng)用
在支持COM組件開發(fā)的編程平臺（如VC 、VB等和相應(yīng)開發(fā)工具的支持下
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