一种虚实融合的混合动态测试平台设计方法与流程

本发明属于虚实融合领域，具体涉及一种虚实融合的混合动态测试平台设计方法。

背景技术：

1、随着空间站等复杂系统载荷软件系统规模及复杂度的大幅提高，软件之间的关联性日益复杂，对可靠性、安全性提出了更高要求，针对空间站软件的测试验证也更加困难。基于半实物、实物的测试环境普遍存在测试成本高、测试周期长、异常边界难覆盖、目标码信息采集困难等问题，难以充分保障软件的质量和可靠性；基于虚拟化技术构建的全数字测试环境虽然可以减少软件测试对专用硬件环境的依赖、支持嵌入式软件在环运行，实现源代码、目标码级别的覆盖率统计分析，但单一的虚拟化测试环境难以复用已有的外部激励注入等专用检测设备，重新实现激励模拟功能易造成资源浪费、重复工作和测试周期延长等问题。

2、本发明提出一种虚实融合的混合动态测试平台设计方法，基于硬件测试平台与数字化测试平台实现虚实融合的混合仿真测试平台，数字化测试平台负责完成目标机运行环境仿真，可以有效的实现程序运行状态监控，获取目标码执行信息，开展故障注入，提高边界覆盖情况，进而提高测试充分性；硬件测试平台负责外围激励环境仿真，实现1553b等总线数据收集和解析，设计测试用例，解析接口数据包，解决数字化环境激励模拟困难的问题,充分结合半实物与数字化的优点，以虚代实，以实补虚，共同提高空间站软件测试验证效率和质量。

3、基于专用硬件构建的半实物、实物测试环境无法解决目标码测试问题，缺少获取软件运行状态和代码覆盖率信息的有效手段，无法支持故障注入，边界、异常条件难覆盖，故障不可逆，软件容错性设计难以充分验证，系统测试充分性不足；基于全数字的测试环境能够支持软件在环运行，但是存在激励数据不足的问题，采用虚拟化技术模拟激励数据成本高、精度低，无法复用软件研制过程中形成的专用检测设备和测试用例，造成资源浪费和重复工作，物理环境与数字化环境间数据隔离，无法贯通，导致测试效率低下。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是如何提供一种虚实融合的混合动态测试平台设计方法，以解决当前嵌入式软件测试面临的测试环境匮乏、激励数据模拟困难、目标码测试手段缺失、虚实环境数据隔离等问题。

3、(二)技术方案

4、为了解决上述技术问题，本发明提出一种虚实融合的混合动态测试平台设计方法，该混合动态测试平台包括：专用硬件测试平台上位机、专用硬件测试平台下位机、物理目标机、数字化平台终端机、数字化测试平台和1553b总线板卡；该方法包括如下步骤：

5、第一步建立硬件测试平台

6、创建硬件测试平台，集成ad、on/off、da、1553b硬件模块，部署上位机和下位机软件，上位机软件运行在上位机上，用于测试开发设计和测试结果解析并与下位机进行通信，下位机软件运行在下位机上，用于硬件测试资源管控和数据采集，建立反馈与激励的对应关系，为物理目标机提供各种输入输出信号，实现测试自动化执行；

7、第二步建立数字化测试平台

8、创建数字化测试平台，采用虚拟化技术构建与物理目标机功能等效的虚拟目标机，包括：模型和外部激励，模型包括：虚拟saprc处理器、虚拟1553b总线模型，外部激励包括：模拟开关量、模拟ad，实现目标机被测软件在环运行；

9、第三步实现虚实测试环境融合

10、使用1553b总线和网络进行硬件测试平台和数字化测试平台的通信，将1553b总线板卡接入到数字化测试平台，通过1553b总线将测试数据注入到虚拟目标机中，虚拟目标机反馈数据通过1553b总线板卡反馈到硬件测试平台，数字化测试平台通过网络访问硬件测试平台的结果数据，实现虚实测试环境的数据融合；

11、第四步基于专用硬件平台测试开展用例设计与测试结果解析

12、运行硬件测试平台下位机进行测试数据和过程数据存储，硬件测试平台上位机通过测试总线与下位机进行数据通信，上位机以图形化的方式进行测试指令构建、测试用例设计、测试控制设计，通过事件触发测试用例执行，硬件测试平台下位机将测试用例信息发送到数字化测试平台运行并采集反馈的用例执行结果信息，硬件测试平台下位机将执行结果信息发送给上位机解析，硬件测试平台上位机将解析结果以表格、曲线形式进行动态显示；

13、第五步基于数字化测试平台开展目标码测试验证

14、在数字化测试平台运行被测软件，开展虚拟化调试，进行寄存器、变量、内存故障注入；数字化测试平台接收硬件测试平台下位机发送的1553b测试命令，进行命令信息处理并反馈遥测数据给硬件测试平台下位机；硬件测试平台上位机对测试结果数据进行解析，指导测试用例迭代设计；数字化测试平台通过记录被测软件的指令运行信息生成覆盖率报告，根据覆盖率报告信息指导硬件测试平台上位机进行测试用例设计。

15、(三)有益效果

16、本发明提出一种虚实融合的混合动态测试平台设计方法，本发明的方法实现的虚实融合的混合仿真测试平台充分结合了物理测试平台和虚拟测试平台的优点，其中，硬件测试平台实现了测试流程编排、激励数据模拟、数据结果解析等目标机外围功能，提供了丰富的测试用例；数字化测试平台实现了虚拟目标机、虚拟化调试、覆盖率统计分析等功能，替代了物理目标机，提供了目标码测试手段。数字化测试平台通过1553b总线板卡和1553b总线耦合器与硬件测试平台下位机通信，通过高速网络访问硬件测试平台上位机，打通了硬件测试平台与数字化测试平台的数据隔离，形成了闭环测试环境，大幅度提高了测试效率和充分性。

技术特征：

1.一种虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，该混合动态测试平台包括：专用硬件测试平台上位机、专用硬件测试平台下位机、物理目标机、数字化平台终端机、数字化测试平台和1553b总线板卡；该方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，该混合动态测试平台的构建过程包括：

3.如权利要求2所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，所述上位机进行可视化的测试用例开发，实现测试配置、测试用例设计、指令发送、结果解析，构建测试流程，具体工作步骤如下：

4.如权利要求2所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，下位机管理测试资源，部署io server，实现硬件接入、指令控制和数据采集，具体工作步骤如下：

5.如权利要求2所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，数字化测试平台实现虚拟目标机运行环境，包括：处理器模拟、外设模拟、开关量激励模拟和ad激励模拟，具体步骤如下：

6.如权利要求2所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，将1553b总线板卡接入到数字化测试平台具体包括如下步骤：

7.如权利要求2所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，通过1553b总线将测试数据注入到虚拟目标机中，具体包括如下步骤如下：

8.如权利要求2所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，数字化测试平台接收硬件测试平台下位机发送的1553b测试命令，进行命令信息处理并反馈遥测数据给硬件测试平台下位机，具体包括如下步骤：

9.如权利要求2所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，硬件测试平台上位机对测试结果数据进行解析，指导测试用例迭代设计，具体包括：

10.如权利要求2所述的虚实融合的混合动态测试平台设计方法，其特征在于，数字化测试平台通过记录被测软件的指令运行信息生成覆盖率报告，根据覆盖率报告信息指导硬件测试平台上位机进行测试用例设计，具体包括：

技术总结
本发明涉及一种虚实融合的混合动态测试平台设计方法，属于虚实融合领域。本发明的硬件测试平台实现了测试流程编排、激励数据模拟、数据结果解析等目标机外围功能，提供了丰富的测试用例；数字化测试平台实现了虚拟目标机、虚拟化调试、覆盖率统计分析等功能，替代了物理目标机，提供了目标码测试手段。数字化测试平台通过1553B总线板卡和1553B总线耦合器与硬件测试平台下位机通信，通过高速网络访问硬件测试平台上位机，打通了硬件测试平台与数字化测试平台的数据隔离，形成了闭环测试环境，大幅度提高了测试效率和充分性。

技术研发人员：孔祥炳,潘点飞,张慧颖,安恒,郑为阁,张卫祥,唐斌,司倩然,王魁
受保护的技术使用者：北京计算机技术及应用研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15