一种舱门综合管理软件的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电系统技术领域，尤指一种舱门综合管理软件的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，舱门综合管理软件实现了飞机各个成员系统集中维护和管理的功能。目前舱门综合管理软件的研发模式，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舱门综合管理软件的测试流程图，其中包括舱门综合管理软件的单元测试，部件测试，配置项测试和系统测试。

由于综合航空电子系统舱门综合管理软件和硬件有很大的相关性，软件配置项测试及系统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，舱门综合管理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，舱门综合管理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舱门综合管理软件，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舱门综合管理软件功能，不能同时进行另一版舱门综合管理软件测试的状态，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，不能同时进行舱门综合管理软件测试的状态，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舱门综合管理软件状态，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舱门综合管理软件的测试平台构建方法和测试方法，通过建立与舱门综合管理软件相关联的外围设备数字仿真环境，同时集成成熟的测试分析和管理工具，在此基础上进行舱门综合管理软件的白盒测试、黑盒测试及静态分析的综合测试方法。

本发明实施例提供一种舱门综合管理软件的测试平台构建方法，包括：

建立舱门综合管理软件的接口，所述接口包括所述舱门综合管理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舱门综合管理软件的虚拟目标机；

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舱门综合管理软件和外部仿真子系统；

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，如上所述的舱门综合管理软件的配置项测试平台构建方法中，所述舱门综合管理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，所述舱门综合管理软件的外部接口包括各外部仿真子系统的总线接口。

可选地，如上所述的舱门综合管理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舱门综合管理软件的虚拟目标机，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，如上所述的舱门综合管理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舱门状态与控制子系统的模型；

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：电气子系统的模型，液压子系统的模型，环境控制子系统的模型，起落架子系统的模型，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分布式仿真数据总线系统的模型。

可选地，如上所述的舱门综合管理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建立建立舱门状态与控制子系统；

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分别建立电气子系统，液压子系统，环境控制子系统，起落架子系统，任务管理子系统；

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舱门故障信息管理子系统。

可选地，如上所述的舱门综合管理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舱门综合管理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舱门综合管理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，如上所述的舱门综合管理软件的配置项测试平台构建方法中，还包括：

根据舱门综合管理软件的配置项测试要求，建立所述舱门综合管理软件的综合测试管理工具，所述综合测试管理工具包括：测试用例生成工具和测试管理工具；

建立所述舱门综合管理软件的集成辅助测试分析工具，所述集成辅助测试分析工具包括：覆盖率测试工具，静态分析工具，测试结果分析工具，调试器和开发工具。

本发明实施例还提供一种舱门综合管理软件的配置项测试方法，采用如上述任一项构建的舱门综合管理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：

根据舱门综合管理软件的测试需求，通过综合测试管理工具编写测试用例集，所述测试用例集包括软件测试脚本和测试指令序列集；

将所述测试指令序列集注入到各外部仿真子系统中；

各外部仿真子系统根据所述舱门综合管理软件的运行功能需求，将自身的激励数据进行处理后，传输给所述舱门综合管理软件；

所述舱门综合管理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舱门综合管理软件的测试平台构建方法和测试方法，提出一种虚拟测试环境，包含虚拟目标机系统、外围设备正常功能模型库系统、外围设备故障模式模型库系统、分布式总线仿真网络、测试用例注入、分析和管理系统等，为舱门综合管理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，满足舱门综合管理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，同时可以满足舱门综合管理软件的静态分析/动态测试、白盒测试/黑盒测试方法；

c)在虚拟测试环境上不仅建立了全系统的外围设备正常功能模型库，而且建立了故障模型库，满足舱门综合管理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)正因为建立全系统的外围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电系统构型，进行有效裁剪和优化或扩展，可以满足其他特种飞机机型飞行管理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飞机各型系列的数个新版或升级版的舱门综合管理软件，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所示，为本发明实施例中的舱门综合管理软件的测试流程图；

图2为某型飞机舱门综合管理系统级接口关系的示意图；

图3为舱门综合管理软件及系统的外部接口的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种舱门综合管理软件的测试平台构建方法流程图；

图5为本发明实施例中舱门综合管理软件和虚拟测试环境的连接关系的示意图；

图6为本发明实施例中一种舱门综合管理软件的内部接口和外部接口的示意图；

图7为本发明实施例中一种舱门综合管理软件的虚拟测试环境接口及组成关系的示意图；

图8为本发明实施例中一种舱门综合管理软件的虚拟测试环境测试执行原理构型；

图9为本发明实施例中一种舱门综合管理软件虚拟测试环境实验室建设示意图。

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。

本发明实施例中，舱门综合管理系统软件功能包括如下内容：

a)完成各个舱门分系统控制等功能；

b)完成各个舱门分系统状态监视等功能；

c)完成各个舱门分系统故障告警显示等功能；

舱门综合管理系统软件管理的成员系统由以下几大类分系统组成：

a)舱门状态与控制管理分系统；

b)与舱门有关的环控、起落架、液压、电气、任务管理子系统；

c)舱门总线通信管理子系统；

d)舱门维护管理子系统。

图2为某型飞机舱门综合管理系统级接口关系的示意图，图3为舱门综合管理软件及系统的外部接口的示意图。

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4为本发明实施例提供的一种舱门综合管理软件的测试平台构建方法流程图。本实施例提供的舱门综合管理软件的测试平台构建方法可以包括如下步骤：

s110，建立舱门综合管理软件的接口，该接口包括舱门综合管理软件的内部接口和外部接口；

s120，根据该内部接口建立用于运行舱门综合管理软件的虚拟目标机；

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舱门综合管理软件和外部仿真子系统；

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。

图5为本发明实施例中舱门综合管理软件和虚拟测试环境的连接关系的示意图。本发明实施例中舱门综合管理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，舱门综合管理软件的外部接口包括各外部仿真子系统的总线接口。如图6所示，为本发明实施例中一种舱门综合管理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：

根据待仿真的外部环境子系统建立第一模型库，第一模型库包括舱门状态与控制子系统的模型；

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：电气子系统的模型，液压子系统的模型，环境控制子系统的模型，起落架子系统的模型，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，第三模型库包括分布式仿真数据总线系统的模型。

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：

根据各外部仿真子系统的总线接口和第一模型库建立建立舱门状态与控制子系统；

根据各外部仿真子系统的总线接口和第二模型库分别建立电气子系统，液压子系统，环境控制子系统，起落架子系统，任务管理子系统；

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舱门故障信息管理子系统。

如图7所示，为本发明实施例中一种舱门综合管理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：

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舱门综合管理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舱门综合管理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，本发明实施例提供的方法，还可以包括：

根据舱门综合管理软件的配置项测试要求，建立舱门综合管理软件的综合测试管理工具，综合测试管理工具包括：测试用例生成工具和测试管理工具；

建立舱门综合管理软件的集成辅助测试分析工具，集成辅助测试分析工具包括：覆盖率测试工具，静态分析工具，测试结果分析工具，调试器和开发工具。图7中示意出综合测试管理工具和测试分析、调试辅助等工具。

基于本发明实施例提供的舱门综合管理软件的测试平台构建方法，本发明实施例还提供一种舱门综合管理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舱门综合管理软件的配置项测试平台执行，该配置项测试方法包括：

步骤1，根据舱门综合管理软件的测试需求，通过综合测试管理工具编写测试用例集，测试用例集包括软件测试脚本和测试指令序列集；

步骤2，将测试指令序列集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舱门综合管理软件的运行功能需求，将自身的激励数据进行处理后，传输给舱门综合管理软件；

步骤4，舱门综合管理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8为本发明实施例中一种舱门综合管理软件的虚拟测试环境测试执行原理构型，图8示意出上述测试的过程。图9为本发明实施例中一种舱门综合管理软件虚拟测试环境实验室建设示意图。

本发明实施例首次提供了一种方法，来构建与舱门综合管理软件相关联的全数字化虚拟测试环境，分别由虚拟目标机、成员系统仿真器、故障注入及管理仿真器以及测试用例管理、分析设备等组成，本测试系统有如下特点。

a)在虚拟测试环境或系统中，能够独立和充分完成舱门综合管理系统机载软件配置项测试，不受舱门管理系统真实运行环境的影响；

b)测试者无需依靠真实的舱门综合管理软件机载计算机设备(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，可以覆盖舱门综合管理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舱门综合管理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舱门综合管理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，设计定义有关舱门综合管理软件及舱门综合管理软件的全面机电系统网络构型，由硬线及rs422、429及1553b总线连接，环控子系统包含四大部分，子系统第一部分包舱门状态与控制管理系统；子系统第二部分包含环控、起落架、液压、电气、任务管理子系统；子系统第三部分包含总线通信管理子系统；子系统第四部分包含舱门维护管理子系统，如图1到3和图5所示；

步骤2，设计及定义舱门综合管理软件相关联的接口：包含计算数据类接口、控制类接口、操作系统接口、cpu编程类接口、bsp板级接口、分系统总线接口，如图6所示；

步骤3，构建舱门综合管理软件相关联的虚拟目标机，开发cpu指令、常用bsp板级芯片、i/o、中断、时钟等模拟功能，最终在虚拟目标机上实现嵌入式cpu的功能，如图6所示；

步骤4，采用以太网模拟分布式仿真数据总线，网络协议采用tcp/ip协议，设计建立分布式仿真数据总线(rs422、429或1553b)，连接整个模型，通过总线，根据测试需求，与舱门综合管理软件相关的外围仿真组件可以动态地加入或退出虚拟测试环境；

步骤5，根据真实子系统所示，建立外围设备模型库1，模型库包括舱门状态与控制管理系统的模型(与舱门有关的正常功能)，采用仿真工具，实现对飞机各个舱门所有状态的模拟控制，满足舱门综合管理软件与飞机各个舱门位置、控制开关状态、继电器状态、舱门指示状态及相关功能的管理要求；如图7的下部分；

步骤6，建立外围设备模型库2，模型库包括环控、起落架、液压、电气、任务管理子系统相关模型(与舱门有关的正常功能)，满足舱门综合管理软件在舱门信号处理方面和以上各个子系统相关功能的管理要求，如图7所示下部分；

步骤7，建立外围设备模型库3，模型库包括总线通信管理子系统相关模型，满足舱门综合管理软件通过1553b、429、afdx总线与航电、机电各个子系统关于舱门信息通信的管理要求，如图7所示下部分；

步骤8，根据以上外围设备模型库1、2，3，建立舱门维护管理子系统，管理以上所有系统与舱门有关的的故障模型，满足舱门综合管理软件系统测试边界、故障用例测试执行需求，如图7所示下部分；

步骤9，开发以上各个子系统动态链接库(dll)，并形成与舱门综合管理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，可实现同时多个外围设备仿真，如图7所示下部分；

步骤10，设计软件测试综合管理工具，是整个虚拟测试环境的软件测试综合管理中心，可配置整个舱门综合管理软件相关测试系统；动态、可视化地显示每一个舱门综合管理软件测试用例注入、执行过程的数据，可管理以及选择记录每个测试用例的数据，并保存；如图7右部分所示；

步骤11，综合集成辅助测试工具，包含覆盖率测试工具(testbed软件)、静态分析工具(cobot库博软件)、调试器、开发工具(labview)等，在虚拟测试环境进行舱门管理软件黑盒测试的同时，也能够进行白盒测试，静态分析和软件质量度量等测试过程，如图7右部分所示；

步骤12，如图8所示，当目标机系统环境(包含待测舱门管理软件)和外部系统及测试环境同时运行以后，测试人员根据待测舱门管理软件测试需求文档，开始编写测试用例，形成软件测试脚本和编制测试指令序列集，测试人员将测试指令序列集注入到外部环境仿真子系统中，然后根据舱门管理软件运行功能需要，外部仿真子系统进行数据处理，输入给待测舱门管理软件，最后，待测舱门管理软件将运行结果输出到外部环境仿真子系统中，再次经过数据处理，输出到测试记录与分析软件模块中，测试人员进行最终测试结果确认，给出测试结论。

步骤13，在以上基础上，构建舱门综合管理软件测试系统应用平台和搭建实验室，如图9所示。

虽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。