一种显示控制软件的配置项测试平台构建方法和测试方法与流程

本申请涉及但不限于机载电子技术领域，尤指一种显示控制软件的配置项测试平台构建方法和测试方法。

背景技术：

综合航空电子系统软硬件综合设计技术在现代各种型号的军民用飞机上得到广泛的应用，显示控制系统软件实现了显示数据处理、显示画面生成与显示、航电系统各设备的综合控制、综合备份显示等功能。与显示控制统软件交联外部成员系统主要有航电各分系统、机电管理分系任务分系统、飞行控制分系统和发动机控制分系统。其交联系统众多，显示数据复杂多样，且控制实时性要求高。

目前显示控制系统软件的研发模式，首先进行软件总体或概要设计，再开始进行硬件设备达到交付状态后，软件研发及测试人员再进行软件的设计开发和单元、部件测试，以及软硬件系统集成测试和验证。如图1所示，为本发明实施例中的显示控制软件的测试流程图，其中包括显示控制软件的单元测试，部件测试，配置项测试和系统测试。

由于综合航空电子系统显示控制系统软件和硬件有很大的相关性，显示控制软件的配置项测试严重依赖于接口交联的诸多机载产品或系统，导致嵌入式软件在开发及验证中主要存在如下问题：

a)如果按照传统方法，显示控制系统软件配置项测试需要等待相关机载系统硬件设备的开发和测试完成后，只有提交出可用的硬件设备后才可开展该机载软件的测试工作，导致整个项目的周期拖长；

b)在机载软件配置项测试阶段，由于硬件设备资源有限，或者硬件设备成本较高，导致软件测试项目团队无法高效地进行相关测试工作；

c)由于硬件设备早期调试阶段，可能会存在设计或者样机生产方面的问题，导致在进行软件配置项测试时，无法有效区分软件或硬件的故障，使得软件的测试效率低下；

d)在测试验证阶段，基于真实硬件环境，显示控制系统软件设计中的很多异常情况(例如每个成员系统或设备的故障模式)处理等情况，难以通过硬件环境进行充分测试和验证；

e)在多个版本的软件同时测试验证阶段，由于仅有一套真实硬件环境，形成了为测试多版本显控软件，在同一套硬件测试系统同时竞争测试资源的不利情景；

f)或者，经常出现仅有的一套真实硬件环境正在研发和验证某一版显控软件功能，不能同时进行另一版显控软件测试的状态，耽误了测试计划和软件产品装机计划按时进行；

g)或者，实验室仅有的实物验证平台正处于为外场机载设备排故状态，不能同时进行显控软件测试的状态，耽误了测试计划和软件产品装机计划按时进行；

h)进一步，针对外场装机多版本显控软件状态，从开发、试验、外场排故以及内部和外部测试的各个阶段，随时出现测试系统激烈竞争的情况。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种显示控制软件的配置项测试平台构建方法和测试方法，通过建立与显示控制系统软件相关联的外部系统设备数字仿真环境，并且集成成熟的测试分析和管理工具，在此基础上进行显示控制系统软件的白盒测试、黑盒测试及静态分析的综合测试方法，从而避免了传统的显示控制系统软件配置项测试严重依赖于硬件环境的缺点，缩短了测试周期，提高了测试效率。

本发明实施例提供一种显示控制软件的配置项测试平台构建方法，包括：

建立显示控制软件的接口，所述接口包括所述显示控制软件的内部接口和外部接口；

根据所述内部接口建立用于运行显示控制软件的虚拟目标机，所述虚拟目标机和运行在所述虚拟目标机上的显示控制软件形成虚拟目标机系统；

建立分布式仿真数据总线，并通过所述分布式仿真数据总线连接所述显示控制软件和各外部仿真子系统；

根据所述外部接口建立用于仿真外部环境子系统的外部仿真子系统。

可选地，如上所述的显示控制软件的配置项测试平台构建方法中，所述显示控制软件的内部接口包括：控制接口、嵌入式操作系统接口、cpu编程接口、bsp板级接口，所述显示控制软件的外部接口包括各外部仿真子系统的总线接口和显示控制接口，所述控制接口用于连接配置有用户界面的显示控制硬件。

可选地，如上所述的显示控制软件的配置项测试平台构建方法中，所述根据所述内部接口建立用于运行显示控制软件的虚拟目标机，包括：

根据控制接口建立所述虚拟目标机的控制硬件，根据cpu编程接口建立所述虚拟目标机的cpu硬件，根据嵌入式操作系统接口建立所述虚拟目标机的嵌入式操作系统，根据bsp板级接口建立所述虚拟目标机的bsp板级硬件。

可选地，如上所述的显示控制软件的配置项测试平台构建方法中，建立所述外部仿真子系统之前，所述方法还包括：

根据待仿真的外部环境子系统建立第一模型库，所述第一模型库包括航电子系统的模型，飞控子系统的模型，根据航电子系统的模型和飞控子系统的模型建立飞行环境的模型；

根据待仿真的外部环境子系统建立第二模型库，所述第二模型库包括任务管理子系统的模型；

根据待仿真的外部环境子系统建立第三模型库，所述第三模型库包括机电管理子系统的模型，发动机控制子系统的模型。

可选地，如上所述的显示控制软件的配置项测试平台构建方法中，所述根据所述外部接口建立用于仿真外部环境设备的外部仿真子系统，包括：

根据所述各外部仿真子系统的总线接口和所述第一模型库分别建立航电子系统和飞控子系统，根据航电子系统和飞控子系统建立飞行环境子系统；

根据所述各外部仿真子系统的总线接口和所述第二模型库建立任务管理子系统；

根据所述各外部仿真子系统的总线接口和所述第三模型库分别建立机电管理子系统和发动机控制子系统；

根据所述各外部仿真子系统的总线接口、所述第一模型库、第二模型库和第三模型库建立各外部仿真子系统的系统故障信息管理子系统。

可选地，如上所述的显示控制软件的配置项测试平台构建方法中，所述建立用于仿真外部环境子系统的外部仿真子系统，包括：

建立各外部仿真子系统的动态链接库；

形成每个动态链接库分别与显示控制软件和嵌入式操作系统的标准接口；

将用于实现不同功能的多个动态链接库放置在所述显示控制软件的配置项测试平台中，用于形成多个外部仿真子系统。

可选地，如上所述的显示控制软件的配置项测试平台构建方法中，还包括：

根据显示控制软件的配置项测试要求，建立所述显示控制软件的测试用例生成工具，测试结果分析工具，测试管理工具和测试数据显示工具；

建立所述显示控制软件的集成辅助测试工具，所述集成辅助测试工具包括：调试工具和开发工具；

通过所述测试用例生成工具，测试结果分析工具，测试管理工具，测试数据显示工具，调试工具和开发工具建立测试综合管理模块，所述测试综合管理模块中的各工具与所述虚拟目标机系统和外部仿真子系统相交联；其中，所述测试数据显示工具用于通过显示控制硬件显示测试过程中的测试数据和画面，和测试完成后的测试数据和画面。

本发明实施例还提供一种显示控制软件的配置项测试方法，采用如上述任一项构建的显示控制软件的配置项测试平台执行所述测试方法，所述配置项测试方法包括：

根据显示控制软件的测试需求，通过测试综合管理模块中的工具编写测试用例集，通过所述测试用例集生成测试脚本和测试指令；

将所述测试脚本和测试指令注入到各外部仿真子系统中；

各外部仿真子系统根据所述显示控制软件的运行功能需求，将自身的激励数据进行处理后，传输给所述显示控制软件；

所述显示控制软件根据从各外部仿真子系统接收到的激励数据进行配置项测试后，将测试结果输出给相应的外部仿真子系统进行记录和分析后，输出测试结果。

本发明实施例提供的显示控制软件的配置项测试平台构建方法和测试方法，提出一种虚拟测试环境，包含虚拟目标机、外部系统设备正常功能模型库及故障模式模型库及综合管理模块(包括测试用例设计、测试结果记录与分析、测试管理及调试环境)，设计建立满足一定网络协议的分布式仿真数据总线连接整个环境模型，通过将被测显控系统软件运行在此虚拟测试环境中，测试人员通过测试用例设计(包括正常测试用例和异常测试用例)，将形成的测试脚本注入到外部各仿真系统中，经过数据处理，得到测试数据与结果，最终给出测试结论。本发明实施例为显控软件提供高效的白盒测试/黑盒测试及静态分析/动态测试的虚拟测试环境。具备以下优点：

a)首次提供了一种面向复杂功能机载软件的虚拟测试环境，满足显控软件完成配置项测试的需求(节省时间和资金及人员、灵活安排测试计划)；

b)在虚拟测试环境上包含各种测试分析、管理工具，同时可以满足显控软件的静态分析/动态测试、白盒测试/黑盒测试方法需求；

c)在虚拟测试环境上不仅建立了全系统的外部设备正常功能模型库，而且建立了故障模型库，满足显控软件配置项测试过程中所有正常、边界及异常测试用例的执行测试要求；

d)因为建立全系统的外部设备正常功能模型库，而且建立了故障模型库，根据以后其他各型飞机机载电子系统构型，进行有效裁剪和优化或扩展，可以满足其他运输飞机显示控制机载软件的测试需求；

e)在此虚拟的测试系统上，还可以测试后续军民用运输机各型系列的数个新版或升级版的显示控制系统软件，大大节省资金、时间和人力资源。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例中的显示控制软件的测试流程图；

图2为本发明实施例提供的一种显示控制软件的配置项测试平台构建方法的流程图；

图3为本发明实施例中一种显示控制软件的内部接口和外部接口的示意图；

图4为本发明实施例中一种显示控制软件的虚拟测试环境接口及组成关系的示意图；

图5为本发明实施例中一种显示控制软件的虚拟测试环境测试执行原理构型；

图6为本发明实施例中某型飞机的显示控制系统级接口关系示意图；

图7为本发明实施例中某型飞机的显示控制系统级的网络构型示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本发明实施例提供的一种显示控制软件的配置项测试平台构建方法的流程图。本实施例提供的显示控制软件的配置项测试平台构建方法可以包括如下步骤：

s110，建立显示控制软件的接口，该接口包括显示控制软件的内部接口和外部接口；

s120，根据内部接口建立用于运行显示控制软件的虚拟目标机，虚拟目标机和运行在虚拟目标机上的显示控制软件形成虚拟目标机系统；

s130，建立分布式仿真数据总线，并通过分布式仿真数据总线连接显示控制软件和各外部仿真子系统；

s140，根据外部接口建立用于仿真外部环境子系统的外部仿真子系统。

本发明实施例中显示控制软件的内部接口可以包括：控制接口、嵌入式操作系统接口、cpu编程接口、bsp板级接口，显示控制软件的外部接口包括各外部仿真子系统的总线接口和显示控制接口，控制接口用于连接配置有用户界面的显示控制硬件。如图3所示，为本发明实施例中一种显示控制软件的内部接口和外部接口的示意图。

本发明实施例中s120的实现方式为：根据控制接口建立虚拟目标机的控制硬件，根据cpu编程接口建立虚拟目标机的cpu硬件，根据嵌入式操作系统接口建立虚拟目标机的嵌入式操作系统，根据bsp板级接口建立虚拟目标机的bsp板级硬件。

本发明实施例中，建立外部仿真子系统之前，还可以包括：

s11，根据待仿真的外部环境子系统建立第一模型库，第一模型库包括航电子系统的模型，飞控子系统的模型，根据航电子系统的模型和飞控子系统的模型建立飞行环境的模型；

s12，根据待仿真的外部环境子系统建立第二模型库，第二模型库包括任务管理子系统的模型；

s13，根据待仿真的外部环境子系统建立第三模型库，第三模型库包括机电管理子系统的模型，发动机控制子系统的模型.

相应地，本发明实施例中，根据外部接口建立用于仿真外部环境设备的外部仿真子系统的实现方式，可以包括：

s21，根据各外部仿真子系统的总线接口和第一模型库分别建立航电子系统和飞控子系统，根据航电子系统和飞控子系统建立飞行环境子系统；

s22，根据各外部仿真子系统的总线接口和第二模型库建立任务管理子系统；

s23，根据各外部仿真子系统的总线接口和第三模型库分别建立机电管理子系统和发动机控制子系统；

s24，根据各外部仿真子系统的总线接口、第一模型库、第二模型库和第三模型库建立各外部仿真子系统的系统故障信息管理子系统。

如图4所示，为本发明实施例中一种显示控制软件的虚拟测试环境接口及组成关系的示意图。图中示意出通过上述模型库建立的各子系统。

可选地，本发明实施例中s140的实现方式，可以包括：

s31，根据显示控制软件的配置项测试要求，建立显示控制软件的测试用例生成工具，测试结果分析工具，测试管理工具和测试数据显示工具；

s32，建立显示控制软件的集成辅助测试工具，集成辅助测试工具包括：调试工具和开发工具；

s33，通过测试用例生成工具，测试结果分析工具，测试管理工具，测试数据显示工具，调试工具和开发工具建立测试综合管理模块，测试综合管理模块中的各工具与虚拟目标机系统和外部仿真子系统相交联；其中，测试数据显示工具用于通过显示控制硬件显示测试过程中的测试数据和画面，和测试完成后的测试数据和画面。图4中示意出测试用例工具，测试结果分析工具，测试管理工具，测试数据显示工具，调试工具，开发工具。

基于本发明实施例提供的显示控制软件的测试平台构建方法，本发明实施例还提供一种显示控制软件的配置项测试方法，该配置项测试方法可以采用上述实施例中构建的显示控制软件的配置项测试平台执行，该配置项测试方法可以包括：

步骤1，根据显示控制软件的测试需求，通过测试综合管理模块中的工具编写测试用例集，通过测试用例集生成测试脚本和测试指令；

步骤2，将测试脚本和测试指令注入到各外部仿真子系统中；

步骤3，各外部仿真子系统根据显示控制软件的运行功能需求，将自身的激励数据进行处理后，传输给显示控制软件；

步骤4，显示控制软件根据从各外部仿真子系统接收到的激励数据进行配置项测试后，将测试结果输出给相应的外部仿真子系统进行记录和分析后，输出测试结果。

图5为本发明实施例中一种显示控制软件的虚拟测试环境测试执行原理构型，图5示意出上述测试的过程。

本发明实施例本发明首次提供了一种方法，来构建与显示控制软件相关联的全数字化虚拟测试环境，包括虚拟目标机、外部系统仿真模型、系统故障仿真及注入管理模型、分布式总线仿真网络、综合管理模块(包括测试用例设计、测试结果记录与分析、测试管理及调试环境)，本测试系统有如下特点。

a)在此虚拟测试环境或系统中，能够独立和充分完成显示控制系统机载软件配置项测试，不受显示控制系统真实运行环境的影响；

b)测试者无需依靠真实的显示控制系统机载计算机设备(目标机)和真实的机载成员系统设备及环境激励设备；

c)采用该虚拟测试环境或系统，可以覆盖显示控制系统关联的所有成员系统要求的正常功能和异常及故障模式功能，测试结果具有确定性，选取的测试原理合理，不会出现测试结果无法判断的情况；

d)采用本方法构建的数字化或虚拟的测试环境或系统，能够充分测试或验证显示控制系统软件功能设计的正确性及完整性。

以下通过一个具体实施示例对本发明实施例提供的显示控制软件的测试平台构建方法和测试方法进行详细说明。

步骤1，设计及定义显示控制系统软件全面机载网络构型，由429、afdx等总线连接，子系统第一部分包含航电系统、飞控系统，其中航电系统包含显示控制系统、大气数据系统、无线电高度表、惯性/卫星导航系统、音视频记录、飞行管理系统、中央告警系统、气象/地形雷达、视景前端设备、近地告警系统；第二部分包含任务系统；第三部分包含机电管理系统、发动机电子控制系统；图6为本发明实施例中某型飞机的显示控制系统级接口关系示意图，图7为本发明实施例中某型飞机的显示控制系统级的网络构型示意图，图7中包括显示控制系统和待测软件；

另外，设计及定义显示控制系统软件虚拟测试环境，包括虚拟目标机、外部系统仿真模型、系统故障仿真及管理模型、用户操作控制界面(包括测试用例设计、测试结果记录与分析、测试管理及调试环境)，通过用以太网模拟的分布式数据总线网络，设计建立分布式仿真数据总线连接整个模型，网络协议采用tcp/ip协议；

步骤2，设计及定义显示控制系统软件相关联的接口，其中内部接口包括cpu编程类接口、操作系统接口、控制类接口、bsp板级接口，外部接口包括显示控制类接口、分系统接口，如图3所示；

步骤3，构建显示控制系统软件相关联的虚拟目标机系统，开发虚拟目标机cpu指令、常用bsp板级芯片、i/o、中断、时钟等模拟功能，最终实现被测显示控制系统软件在虚拟目标机上运行的功能，如图4所示左部分；

步骤4，建立外部系统设备模型库1，包括航电系统、飞控系统等与航电、导航及飞行有关的子系统模型(正常功能)，采用flisim飞行环境仿真工具，实现对飞机飞行环境的运行控制，满足显控软件与航电、导航及飞行任务相关功能要求。其中航电系统包含显示控制系统、大气数据系统、无线电高度表、惯性/卫星导航系统、音视频记录、飞行管理系统、中央告警系统、气象/地形雷达、视景前端设备、近地告警系统；

建立外部系统设备模型库2，包括任务管理系统相关模型(正常功能)，满足显控软件与任务相关功能要求；

建立外部系统设备模型库3，包含机电管理系统、发动机电子控制系统等其他机载子系统模型(正常功能)，满足显控软件与飞机其他相关功能要求；如图4所示下部分；

步骤5，根据以上外部设备模型库1、2、3，建立以上所有系统的故障模型，并集中管理，满足显控软件系统测试边界、故障用例测试执行需求；如图4所示下部分；

步骤6，开发以上各个子系统动态链接库(dll)，并形成与显控软件和嵌入式操作系统的标准接口，然后进行分类或优化组合，将数个实现不同功能的插件dll放置到同一个项目中，可实现同时多个外部设备仿真，根据图4下部分所示；

步骤7，设计建立分布式仿真与验证数据总线(429或afdx总线)连接整个模型，通过总线，与显示控制系统软件相关的外部仿真组件可以动态地加入或退出虚拟测试环境；

步骤8，集成辅助测试工具，包含覆盖率测试工具(如testbed软件)、静态分析工具(如cobot库博软件)、调试器、开发工具(如labview)等，在虚拟测试环境进行显控软件黑盒测试的同时，也能够进行白盒测试，如图4右部分所示；

步骤9，设计软件测试综合管理模块，是整个虚拟测试环境的软件测试综合管理中心，可配置整个显示控制系统软件相关测试环境；动态、可视化地显示每一个显控软件测试用例执行过程的数据，可设计测试用例、记录测试数据、分析测试结果，管理测试过程及调试测试环境。

步骤10，当待测软件运行在虚拟目标机中，外部仿真系统同时运行后，测试人员通过需求分析设计测试用例(包括正常测试用例和异常测试用例)，形成测试脚本注入到外部仿真各系统中，根据显示控制系统软件运行功能需要，外部仿真系统进行数据处理，输入到待测显示控制系统软件中，最后待测显示控制系统软件将运行结果输出到外部仿真系统中，经过数据处理，输出到数据记录与结果分析模块中，测试人员进行最终测试结果确认，给出测试结论，如图5所示。

然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。