本发明实施例涉及自动控制技术领域，特别涉及一种测试系统及测试方法。
背景技术：
嵌入式控制器通常针对特殊领域的对象进行控制，其功能失效可能会导致灾难性的后果或重大经济损失。因此，嵌入式系统控制器对可靠性的要求非常高。这就要求对嵌入式控制器进行严格的测试、确认和验证，以提高产品的可靠性。在嵌入式控制器生产、出厂及维护阶段需要对其进行大量、严格的软硬件测试。因此组建方便、功能齐全的测试系统成为了嵌入式控制器生产、科研和保障的必要条件。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在现有的嵌入式控制器生产、科研和保障阶段的测试中所使用的嵌入式控制器测试系统，通常是基于windows系统，是非实时操作系统，嵌入式控制器软件的有些动态特性无法测试；并且现有测试系统通常是针对某种型号的软件开发的专用的测试系统，测试软件不通用，测试人员无法修改测试软件，或修改测试软件较为困难；另外，现有测试系统通常只针对某种功能进行测试，无法做到测试功能全覆盖，需要使用多套测试设备进行测试。
技术实现要素：
本发明实施方式的目的在于提供一种测试系统及测试方法，能够实现实时动态的闭环测试，并且具有通用性，能够自动生成测试代码无需编写程序，减小了测试的时间和成本。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种测试系统，包括：测试主机分系统、实时测试仿真计算分系统和信号接口分系统；测试主机分系统生成被测件外围环境模型和测试代码，并将外围环境模型和代码通过以太网传输到实时测试仿真计算分系统；实时测试仿真计算分系统运行测试代码与外围环境模型，由测试代码与被测件外围环境模型产生对被测件的测试信号，并通过第一输入/输出及总线接口将测试信号传输给信号接口分系统；信号接口分系统根据测试信号进行信号调理，并通过第二输入/输出及总线接口将调理后的测试信号传输给被测件；被测件接收调理后的测试信号，并根据测试信号产生实际反馈数据，其中，实际反馈数据经信号接口分系统调理后由实时测试仿真计算分系统进行采集，并通过以太网发送给测试主机分系统；测试测试主机分系统将实际反馈数据与设定的期望值进行比对得到测试结果，并根据测试结果形成测试报告。
本发明的实施方式还提供了一种测试方法，包括：测试主机分系统生成被测件外围环境模型和测试代码，并将模型和代码通过以太网传输到实时测试仿真计算分系统。实时测试仿真计算分系统运行测试代码与外围环境模型，由测试代码与被测件外围环境模型产生对被测件的测试信号，并通过第一输入/输出及总线接口将测试信号传输给信号接口分系统。信号接口分系统根据测试信号进行信号调理，并通过第二输入/输出及总线接口将调理后的测试信号传输给被测件。被测件接收调理后的测试信号，并根据测试信号产生实际反馈数据，其中，实际反馈数据经信号接口分系统调理后由实时测试仿真计算分系统进行采集，并通过以太网发送给测试主机分系统。测试测试主机分系统将实际反馈数据与设定的期望值进行比对得到测试结果，并根据测试结果形成测试报告。
本发明实施方式相对于现有技术而言，该测试系统能够对被测件进行实时动态的测试，并将对被测件的测试结果返回给测试主机分系统，并以测试报告的形式提供给用户，因此是一个闭环测试过程。并且测试过程中能够自动生成测试代码，用户无需编程，因此用户只需要关注测试本身，无需编写代码，测试开发时间和成本大大降低。用户可以根据需要生成测试外围环境模型，针对被测件的不同功能进行测试，无需根据不同功能使用不同的测试设备，因此更具有通用性。
另外，测试主机分系统包括：建立通信连接的测试开发管理计算机和测试用例实现计算机，其中，测试开发管理计算机用于通过编写测试用例实现测试代码的生成，测试用例实现计算机用于测试用例执行中的监控。通过测试开发管理计算机生成的测试代码可以用于对被测件的测试，而测试用例实现计算可以用于测试过程的监控，以便对整个测试过程进行实时控制。
另外，实时测试仿真计算分系统包括多个实时测试仿真计算机，其中多个实时测试仿真计算机并行连接并实现同步工作，以实现分布式测试。实时测试仿真计算分系统采用多个实时测试仿真计算机，运行过程多个计算分系统同步工作，使得能够同时处理更大的数据量，实现了分布式测试，增加了系统的运行处理能力。
另外，信号接口分系统采用接口适配器将实时测试仿真计算机的接口与被测件的接口进行适配。因为被测件的接口需求是固定类型的，而实时测试仿真计算机板卡上的接口可能是各种类型，因此需要将测试板卡出来的接口通过适配器转换成与被测件相同的类型，以便于信号的传输。
另外，测试主机分系统生成被测件外围环境模型和测试代码之前，还包括：测试主机分系统根据被测件的测试需求文档，定义接口协议及接口控制文件并自动生成接口协议及接口控制文件程序。其中，接口协议和接口控制文件程序是测试用例的一部分，用于生成测试代码，在实时测试仿真计算分系统上运行以产生测试信号。
另外，信号接口分系统根据测试信号进行调理之前还包括：信号接口分系统接收实时测试仿真计算分系统产生的测试信号，并采用接口适配器进行接口的适配。
在信号接口分系统根据测试信号进行调理之前，接收实时测试仿真计算分系统产生的测试信号，并完成对实时测试仿真计算机的接口与被测件的接口适配，以便于信号的传输。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明第一实施方式一种测试系统的结构图；
图2是本发明第二实施方式一种测试系统的结构图；
图3是本发明第三实施方式一种测试方法的流程图；
图4是本发明第四实施方式一种测试方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种测试系统。测试系统的结构图如图1所示，具体包括：测试主机分系统11、实时测试仿真计算分系统12、信号接口分系统13、被测件14、以太网 15、第一输入/输出及总线接口16、第二输入/输出及总线接口17。
其中，测试主机分系统11生成被测件外围环境模型和测试代码，并通过以太网15将被测件外围环境模型和测试代码传输到实时测试仿真计算分系统12中；实时测试仿真计算分系统12运行测试代码，由测试代码与被测件外围环境模型产生对被测件的测试信号，并通过第一输入/输出及总线接口16将测试信号传输给信号接口分系统13；信号接口分系统13 根据测试信号进行信号调理，并通过第二输入/输出及总线接口17将调理后的测试信号传输给被测件14；被测件14接收调理后的测试信号并根据测试信号产生实际反馈数据，其中，实际反馈数据经信号接口分系统调理后由实时测试仿计算分系统进行采集，并通过以太网发送给测试主机分系统。测试主机分系统将实际反馈数据与设定的期望值进行比对得到测试结果，并根据测试结果形成测试报告。
需要说明的是，这套测试系统主要是应用于对嵌入式控制器的测试，所以这里的被测件 14一般指的是嵌入式控制器。
其中，测试主机分系统11通过运行自动化测试软件中的测试主机模块，根据被测件的接口需求文档定义接口协议及接口控制文件，并自动生成接口协议及接口控制文件程序，完成接口协议的配置。并建立被测件外围环境模型，模型经编译后便生成了可在实时测试仿真计算机上实时运行的可执行程序，这里的外围环境指的是与嵌入式控制器有数据交互的其它设备。为了测试嵌入式控制器的功能及性能，需要测试设备模拟与嵌入式控制器交联的外围设备。另外，测试主机分系统11根据被测件的测试需求文档的要求编写测试用例、制定测试流程。测试用例的编写是通过图形化、填表式的方式进行编写，并根据编写的测试用例自动生成测试代码。
另外，可以根据不同的外围环境设计不同的测试用例和外围环境模型，在一套测试系统上可以通过模拟不同的外围环境测试嵌入式控制器的多种功能及性能，而不必根据嵌入式控制器的测试不同功能而使用不同的测试设备，节约了测试的成本。
需要说明的是，实时测试仿真计算分系统12运行自动化测试软件中的测试目标机模块，并通过运行测试代码与外围环境模型，执行测试过程。
其中，信号接口分系统13用于实现信号的调理和接口的适配。之所以要进行接口的适配，是因为被测件14嵌入式控制器的接插件类型是固定的，一般为航空插头，而实时测试仿真计算分系统12上插有相关的板卡，板卡的总线接口协议有多种，例如：1553B总线接口协议、RS-422接口协议、控制器局域网络(ControllerArea Network,CAN)接口协议、数字输入输出(Digital in and out，DIO)接口协议、模数转换(Analog to digital，AD)接口协议、数模转换(Digital to analog，DA)接口协议、4M1553接口协议、高速输入输出(Rapid in and out，Rapid IO)接口协议、低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling，LVDS) 接口协议、内部整合电路(Inter-integrated circuit，I2C)接口协议、串行外设(Serial Peripheral Interface，SPI)接口协议等。因此板卡的硬件接插件可能有DB9、DB37、SCSI100等各种形式，所以需要统一通过适配器转接成航空插头，与被测件14嵌入式控制器相接以便于信号的传输。
值得一提的是，测试主机分系统11与实时测试仿真计算分系统12通过以太网进行的数据交互，主要包括测试过程中通过运行测试代码而产生的需要实时监控的数据、变量值以及被测件14经过测试产生的实际反馈数据。
另外，被测件经过测试产生的实际反馈数据先传输给信号接口分系统13，并通过实时测试仿真计算分系统12返给测试主机分系统11。在测试主机分系统11内根据测试需求中规定的被测件反馈的正确的数据而提前预设好了期望值。如果被测件经过测试产生的实际反馈数据与期望值相同，说明被测件所测试的功能项是正确的，否则被测件软件有问题。并根据测试的结果形成测试报告，以便于用户查看。
与现有技术相比，本实施例中的测试系统能够对被测件进行实时动态的测试，并将对被测件测试的实际反馈数据返回给测试主机分系统，测试主机分系统将实际反馈数据与设定的期望值进行比对得到测试结果，并以测试报告的形式提供给用户，因此是一个闭环测试过程。并且测试过程中能够自动生成测试代码，用户无需编程，因此用户只需要关注测试本身，无需编写代码，测试开发时间和成本大大降低。用户可以根据需要生成测试外围环境模型，针对被测件的不同功能进行测试，无需根据不同功能使用不同的测试设备，因此更具有通用性。
本发明的第二实施方式涉及一种测试系统。第二实施方式与第一实施方式大致相同，具体测试系统的结构图如图2所示。其中，主要改进之处在于：第二实施方式对第一实施方式中的测试主机分系统、实时测试仿真计算分系统、信号接口分系统的结构进行了具体描述。
测试主机分系统201具体包括测试开发管理计算机211、测试用例实现计算机221，并通过以太网242与实时测试仿真计算分系统202进行数据交互。实时测试仿真计算分系统202 包括第一实时测试仿真计算机212、第二实时测试仿真计算机222、第三实时测试仿真计算机232，信号接口分系统203采用适配器213通过第一输入/输出及总线接口223与实时测试仿真计算分系统202进行通信连接，并通过第二输入/输出及总线接口233与嵌入式控制器 204进行通信连接。
其中，测试开发管理计算机211用于通过编写测试用例实现测试代码数据的生成，测试用例实现计算机221用于测试用例执行中的监控。并且测试主机分系统201通过测试开发管理计算机211和测试用例实现计算机221还可以实现故障的分析及定位、并通过人机交互屏幕实现图形化的监控，用户的权限管理等功能。
需要说明的是，实时测试仿真计算分系统202包括多个实时测试仿真计算机，这里以三个为例，在实际测试中可以根据实际需要确定实时测试仿真计算机的数目，其中多个实时测试仿真计算机并行连接并实现同步工作，以实现分布式测试。其中，并行连接是基于1394B 协议实现的。实时测试仿真计算分系统202通过采用多个实时测试仿真计算机，在测试主机分系统201完成外围环境的编译和测试代码的生成后，并将需要运行的测试代码和外围环境模型分别传输到多个实时测试仿真计算机上，当实时测试仿真计算分系统202接收到运行的指令时，多个实时测试仿真计算机同时运行已经分配的外围环境模型和测试代码，可以同时处理大量数据，因此增加了测试系统的运行处理能力。
其中，实时测试仿真计算机上设定有板卡，板卡上设定有向外传输信号的接口，因为板卡的接口包含多种类型，因此需要将测试板卡上的接口通过适配器转换成与被测件相同的类型，以便于信号的传输。
另外，信号接口分系统203采用的进行接口适配的适配器213具有开关矩阵等接口转换设备，通过软件如测试主机分系统201定义接口配置方式，控制线束切换，简化了接线、换线的过程。
与现有技术相比，本实施例中的测试系统能够对被测件进行实时动态的测试，并将对被测件测试的实际反馈数据返回给测试主机分系统，测试主机分系统将实际反馈数据与设定的期望值进行比对得到测试结果，并以测试报告的形式提供给用户，因此用户只需要关注测试本身，无需编写代码，测试开发时间和成本大大降低。用户可以根据需要生成测试外围环境模型，针对被测件的不同功能进行测试，无需根据不同功能使用不同的测试设备，因此更具有通用性。并且测试主机分系统通过采用测试开发管理计算机和测试用例实现计算机实现测试代码的生成以及测试用例执行中的监控等功能。实时测试仿真计算分系统通过采用包括多个实时测试仿真计算机并行连接实现同步工作，增加了测试系统的运行处理能力。
值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本发明第三实施方式涉及一种仿真方法，该仿真方法运行在第一或第二实施方式所描述的仿真系统中，具体流程如图3所示。
步骤301，测试主机分系统生成被测件外围环境模型和测试代码。
其中，测试主机分系统通过测试开发管理计算机或测试用例实现计算机生成被测件外围环境模型和测试代码，并将外围环境模型和代码通过以太网传输到实时测试仿真计算分系统。这里的外围环境模型包括与嵌入式控制器有数据交互的设备模型。
步骤302，实时测试仿真计算分系统运行测试代码数据，产生测试信号，并将测试信号传输给信号接口分系统。
其中，实时测试仿真计算分系统运行测试代码数据，由测试代码基于被测件外围环境模型产生对被测件的测试信号，并通过第一输入/输出及总线接口将测试信号传输给信号接口分系统。
步骤303，信号接口分系统进行信号调理，并将调理后的测试信号传输给被测件。
其中，信号接口分系统根据测试信号进行信号调理，并通过第二输入/输出及总线接口将调理后的测试信号传输给被测件即嵌入式控制器。这里的信号调理是指根据实际需求将模拟信号转换成数字信号或者将数字信号转换成模拟信号以及其它形式的信号转换。
步骤304，被测件根据调理后的测试信号进行测试，产生实际反馈数据，并将实际反馈数据传输给测试主机分系统。
其中，被测件即嵌入式控制器将实际反馈数据传输给测试主机分系统具体包括：实际反馈数据通过第一输入/输出及总线接口传输到所述信号接口分系统，由信号接口分系统进行调理；调理后的实际反馈数据通过第二输入/输出及总线接口由实时测试仿真计算分系统进行采集，并通过以太网发送给测试主机分系统。
步骤305，测试主机分系统形成测试报告。
在测试主机分系统内根据测试需求中规定的被测件反馈的正确的数据而提前预设好了期望值。如果被测件经过测试产生的实际反馈数据与期望值相同，说明被测件所测试的功能项是正确的，否则被测件软件有问题。并根据测试的结果形成测试报告，用户可以在测试主机分系统的主机屏幕上查看测试报告，并可以根据测试报告对测试过程进行实时监控。
与现有技术相比，本实施例中的测试系统能够对被测件进行实时动态的测试，并将对被测件的实际反馈数据返回给测试主机分系统，并以测试报告的形式提供给用户，因此是一个闭环测试过程。并且测试过程中能够自动生成测试代码，用户无需编程，因此用户只需要关注测试本身，无需编写代码，测试开发时间和成本大大降低。用户可以根据需要生成测试外围环境模型，针对被测件的不同功能进行测试，无需根据不同功能使用不同的测试设备，因此更具有通用性。
本发明第四实施方式涉及一种仿真方法。该仿真方法运行在第一或第二实施方式所描述的仿真系统中，具体流程如图4所示。第四实施方式与第三实施方式大致相同，主要改进之处在于：在测试主机分系统生成被测件外围环境模型数据和测试代码数据之前，增加了步骤：测试主机分系统根据被测件的测试需求文档，定义接口协议及接口控制文件：在信号接口分系统进行调理之前，接收实时测试仿真计算分系统产生的测试信号，将实时测试仿真计算机的接口与被测件的接口进行适配。
步骤401，测试主机分系统根据被测件的测试需求文档，定义接口协议及接口控制文件。
其中，测试主机分系统根据被测件的测试需求文档，定义接口协议及接口控制文件并自动生成接口协议及接口控制文件程序，并将生成的接口协议及接口控制文件程序是测试用例的一部分，最后生成测试代码在实时测试仿真计算分系统上运行。
步骤401之后执行步骤402至403，其中步骤402至403与第一实施例中的步骤301至 302大致相同，此处不再赘述。
步骤404，信号接口分系统将实时测试仿真计算机的接口与被测件的接口进行适配。
其中，信号接口分系统将实时测试仿真计算机的接口与被测件的接口进行适配。接口适配的适配器具有开关矩阵等接口转换设备，通过软件如测试主机分系统定义接口配置方式，产生控制指令控制线束切换，简化了接线、换线的过程。
步骤404之后执行步骤405至407，其中步骤405至407与第一实施方式中的步骤303 至305大致相同，此处不再赘述。
与现有技术相比，本实施例中的测试系统能够对被测件进行实时动态的测试，并将对被测件的测试结果返回给测试主机分系统，并以测试报告的形式提供给用户，因此是一个闭环测试过程。并且测试过程中能够自动生成测试代码，用户无需编程，因此用户只需要关注测试本身，无需编写代码，测试开发时间和成本大大降低。用户可以根据需要生成测试外围环境模型，针对被测件的不同功能进行测试，无需根据不同功能使用不同的测试设备，因此更具有通用性。并且通过测试主机分系统定义接口配置方式，产生控制指令控制线束切换，简化了接线、换线的过程。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。