基于规则的可编程1553B总线系统测试方法与流程

本发明涉及卫星系统测试，具体地，涉及一种基于规则的可编程1553B总线系统测试方法。

背景技术：

数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线(即1553B总线)由于其抗干扰性强、数据传输可靠、实时性强、适合集中控制等优点，被广泛应用于卫星型号的研制过程中。近年来，随着卫星1553B总线使用率越来越高、应用功能过程越来越复杂，在卫星型号研制、测试全过程中，需要对1553B总线数据进行监视和存储，必要时对存储数据进行回放、事后处理等操作，确保星载总线功能正常。

通常，部分卫星采用外购的通用总线监视设备，仅在必要时或问题排查时对特定的远程终端部分子地址进行监视，这样的测试方法问题在于一方面无法针对卫星专用应用功能过程进行全面监视，另一方面无法保存完整测试数据导致出现测试异常情况时回放困难的问题；而采用针对某个卫星型号专门开发的地面监视设备虽然能够做到针对卫星专用应用功能过程进行监视并具备部分存储或事后回放功能，但却无法解决当卫星主体或卫星1553B总线通信协议发生变化时产生的星地测试系统无法快速部署的问题，导致测试系统维护复杂、效率低下等问题。

因此，有必要针对上述不足发展出可快速部署、维护的1553B总线系统测试方法，本发明提供了一种基于规则的创新方法，能够适用于卫星各分系统装星测试、整星测试以及大型试验等各阶段，满足卫星型号研制、测试的需要。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于规则的可编程1553B总线系统测试方，用于解决传统外购通用总线监视设备以及型号专用总线监视设备的不足之处。

根据本发明提供的基于规则的可编程1553B总线系统测试方法，包括如下步骤：

步骤1：通过分析一卫星中各1553B总线的消息传输形式、消息传输流程，归纳形成1553B总线的系统配置规则、消息流程标志配置规则及消息配置规则；

步骤2：地面测试系统通过识别1553B总线的系统配置规则、消息流程标志配置规则及消息配置规则实现所述卫星全测试过程中1553B总线的系统监视、总线通信模拟、数据存储及事后处理功能。

优选地，所述卫星采用1553B总线作为星上主总线；所述卫星采用静态总线控制。

优选地，所述步骤1包括如下步骤：

-制定机器语言可识别的规则定义远程终端配置表，远程终端配置表用于限定该1553B总线的真实远程终端、虚拟远程终端以及无效远程终端的地址和名称。

优选地，所述步骤1还包括如下步骤：

-制定机器语言可识别的规则定义方式指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表，方式指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表用于限定该1553B总线的总线状态字和自测试字的有效位及定义。

优选地，所述步骤1还包括如下步骤：

-根据1553B总线的消息格式，将总线消息被分为非广播消息、广播消息；将每个总线消息赋予唯一的消息标志；

-根据卫星的具体使用状态将卫星的每个应用功能分解为若干消息序列；

-根据每个总线消息在该应用功能中的序号，赋予其唯一的消息流程标志。

优选地，所述步骤1还包括如下步骤

-制定机器语言可识别的规则定义总线消息配置表，总线消息配置表用于限定该总线消息的最大范围及具体信息，每个总线消息包含有以下字段：消息名称、源终端、发送子地址、目标终端、接收子地址、矢量字请求位、消息周期、消息流程标志、消息长度、消息内容。

优选地，地面测试系统通过识别与卫星1553B总线系统应用功能相匹配的远程终端配置表、指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表、规则定义总线消息配置表，完成对卫星全测试阶段的1553B总线的系统监视、总线通信模拟、数据存储以及事后处理功能。

优选地，当卫星或1553B总线的通信协议发生变化时，则新建或更改远程终端配置表、指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表、规则定义总线消息配置表。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够适用于卫星各分系统装星测试、整星测试以及大型试验等各阶段，满足卫星型号研制、测试的需要；

2、本发明充分考虑了卫星1553B总线信息传输形式的变化，规则识别方法更为灵活有效，大大提高了星地测试系统的部署效率；

3、本发明中当卫星主体或卫星1553B总线系统通信协议发生更改时能够大大简化星地测试系统的维护流程，进一步提高测试工作效率，符合卫星各阶段测试使用要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1本发明中标准1553B总线非广播信息传输格式示意图；

图2本发明中标准1553B总线广播信息传输格式示意图；

图3本发明中某卫星1553B总线网络拓扑结构图；

图4本发明中某卫星1553B总线消息配置表。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的基于规则的可编程1553B总线系统测试方法，包括如下步骤：

步骤1：通过分析一卫星中各1553B总线的消息传输形式、消息传输流程，归纳形成1553B总线的系统配置规则、消息流程标志配置规则及消息配置规则；

步骤2：地面测试系统通过识别1553B总线的系统配置规则、消息流程标志配置规则及消息配置规则实现所述卫星全测试过程中1553B总线的系统监视、总线通信模拟、数据存储及事后处理功能。

所述卫星采用1553B总线作为星上主总线；所述卫星采用静态总线控制。

所述步骤1包括如下步骤：

-制定机器语言可识别的规则定义远程终端配置表，规则定义远程终端配置表用于限定该1553B总线的真实远程终端、虚拟远程终端以及无效远程终端的地址和名称。具体为，根据某具体型号1553B总线的使用情况定义远程终端配置表，根据实际使用要求描述远程终端RT的主备份关系。其中，定义总线控制器为BC，远程终端为RT。

1553B总线最多可配置30个RT专有地址0x01～0x1E；

1553B总线采用地址0x1F作为所有RT公共地址用于广播；

RT地址前缀以符号“##”、无符号或缀以符号“//”分别表示当前1553B总线中的真实RT、虚拟RT以及无效RT，其中虚拟RT总线通信可被地面设备模拟；

RT名称后跟随“(有权)”、“(无权)”字样表示当前1553B总线中的RT间存在主备份关系，当总线消息源终端/目标终端存在选择时，由有权机发送/接收。

所述步骤1还包括如下步骤：

-制定机器语言可识别的规则定义方式指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表，规则定义方式指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表用于限定该1553B总线的总线状态字和自测试字的有效位及定义。

具体为，根据具体型号1553B总线的使用情况定义方式指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表，用于限定1553B总线使用的方式命令字、总线状态字和自测试字的有效位及定义，如无特殊使用要求一般遵循1553B总线手册的规定。

方式命令字配置表00000～11111规定了卫星中实际使用的方式指令字，其中01001～01111、10110～11111为标准未定义的备用方式指令字；

方式指令字前缀以符号“//”表示当前系统中该位不被使用；

状态字配置表BIT15～BIT0规定了状态字中每位的具体含义；

状态字配置表BIT位前缀以符号“//”表示当前系统中该位不被使用；

自测试字配置表BIT15～BIT0规定了自测试字中每位的具体含义；

自测试字配置表BIT位前缀以符号“//”表示当前系统中该位不被使用。

所述步骤1还包括如下步骤：

-根据1553B总线的消息格式，将总线消息被分为非广播消息、广播消息；将每个总线消息赋予唯一的消息标志；

-根据卫星的具体使用状态将卫星的每个应用功能分解为若干消息序列；

-根据每个总线消息在该应用功能中的序号，赋予其唯一的消息流程标志。

具体为，根据1553B总线手册规定的消息格式，总线消息被分为10中，分别为非广播消息A～F(见图1)、广播消息G～J(见图2)，基于此，那么每个总线消息可以被赋予唯一的消息标志A#～J#；再根据型号的具体使用情况将每个应用功能分解为若干消息的序列，例如：消息序列{F#，D#，E#}表示一个{RT1-->RT2发送数据，BC-->RT发送数据，RT-->BC发送数据}的应用功能；之后再根据每个消息在该应用功能中的序号，赋予其唯一的消息流程标志，例如：{F#，D#，E#：2}表示该应用功能中第2个消息。

消息A：无数据字方式命令(BC方式指令字，RT状态字)；

消息B：方式接收命令(BC方式指令字+数据字，RT状态字)；

消息C：方式发送命令(BC方式指令字，RT状态字+数据字)；

消息D：BC-->RT发送数据(BC接收命令+数据字，RT状态字)；

消息E：RT-->BC发送数据(BC发送命令，RT状态字+数据字)；

消息F：RT1-->RT2发送数据(BC接收/发送命令，RT1状态字+数据字，RT2状态字)；

消息G：广播无数据字方式命令(BC方式指令字)；

消息H：广播方式接收命令(BC方式指令字+数据字)；

消息I：BC-->RT广播发送数据(BC接收命令+数据字)；

消息J：RT1-->RT2广播发送数据(BC接收/发送命令，RT1状态字+数据字)；

所述步骤1还包括如下步骤

-制定机器语言可识别的规则定义总线消息配置表，总线消息配置表用于限定该总线消息的最大范围及具体信息，每个总线消息包含有以下字段：消息名称、源终端、发送子地址、目标终端、接收子地址、矢量字请求位、消息周期、消息流程标志、消息长度、消息内容。

具体为，根据具体型号1553B总线系统的使用情况定义总线消息配置表，用于限定该系统有效总线消息的最大范围以及具体信息，每个消息包含以下字段：消息名称、源终端、发送子地址、目标终端、接收子地址、矢量字请求位、消息周期、流程标志、消息长度、消息内容等。

源终端表示消息发送方，若该字段出现RT地址用“/”隔开，表示RT间存在主备份关系，根据远程终端配置表规定由有权机发送该消息；

目标终端表示消息接收方，若该字段出现RT地址用“,”隔开，表示若干RT同时接收该消息；若该字段出现RT地址用“/”隔开，表示RT间存在主备份关系，根据远程终端配置表规定由有权机接收该消息；

源终端为BC时，发送子地址以“/”表示；

目标终端为BC时，接收子地址以“/”表示；

接收子地址字段用“/”隔开，表示向接收子地址轮流发送数据；

矢量字请求位，表示RT请求类型及状态。

地面测试系统通过识别与卫星1553B总线系统应用功能相匹配的规则定义远程终端配置表、指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表、规则定义总线消息配置表，完成对卫星全测试阶段的1553B总线的系统监视、总线通信模拟、数据存储以及事后处理功能。从而，地面测试系统可具备以下能力：完成卫星全测试阶段1553B总线系统的监视、数据统计；必要时可完成卫星部分总线远程终端的通信模拟；必要时可完成卫星总线控制器的通信模拟；完成卫星全测试阶段1553B总线通信数据的存储，并添加时间戳；完成对卫星全测试阶段已存储1553B总线通信数据的事后回放，可根据输入筛选特定条件的总线消息并导出结果。

当卫星或1553B总线的通信协议发生变化时，则新建或更改规则定义远程终端配置表、指令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表、规则定义总线消息配置表。

具体为，当卫星主体发生变化或卫星1553B总线通信协议发生变化时，则根据上述与型号匹配的规则，新建/更改远程终端配置表、状态字配置表、自测试字配置表、总线消息配置表，同时确认并完善消息流程标志，几乎不需要对地面测试设备进行任何代码上的更改就能完成星地测试系统的快速部署，大大简化系统维护流程。

在一个更为具体的实施例中，某个采用1553B总线作为星载主总线的卫星型号，该型号采用静态总线控制，即只有一个固定总线控制器(数管计算机)；该型号配有总线远程终端15个，卫星1553B总线网络拓扑结构如图3所示。

本发明基于规则的可编程1553B总线系统测试方法具体如下。

根据该型号的1553B总线系统实际使用情况定义远程终端配置表，配置如下：1553B总线系统使用1个RT公共地址用于系统广播、15个RT专有地址(其中13个为真实RT，2个为虚拟RT)，存在主备份的RT有数据处理器(A有权)、导航与配准单元(B有权)。

根据该型号1553B总线系统实际使用情况定义方式命令字配置表、状态字配置表、自测试字配置表，配置如下：1553B总线系统选用标准规定的3种方式命令字(00011启动自测试、10000发送矢量字、10011发送自测试字)，选用标准规定的3个状态位(消息差错位、子系统标志位、终端标志位)，自测试字遵循标准规定。

根据该型号1553B总线系统实际使用情况，共定义230个消息、124个应用功能，所有消息具有唯一的消息流程标志，所有应用功能具有唯一的消息序列。由于本实施例消息规模过大无法在此一一列出，下文仅列出部分消息流程标志。

RT1D启动自测试{A15，C15：1}为自测试功能第1个消息

RT1D发送自测试字{A15，C15：2}为自测试功能第2个消息

RT1D发送矢量字{C30：1}为矢量字功能的独立消息

RT1D启动长抱环测试{D15，E15：1}为长抱环测试功能第1个消息

RT1D长抱环测试返回{D15，E15：2}为长抱环测试功能第2个消息

RT01软件指令{D31，D46，E31：1}为软件指令功能第1个消息

RT01软件指令结束字{D31，D46，E31：2}为软件指令功能第2个消息

RT01软件指令返回包{D31，D46，E31：3}为软件指令功能第3个消息

RT03探测仪工程遥测{F4，D75，D76：1}为低速载荷包第1个消息

RT03载荷包结束字1{F4，D75，D76：2}为低速载荷包第2个消息

RT03载荷包结束字2{F4，D75，D76：3}为低速载荷包第3个消息

RT1C控温仪传感器温度值{E74，D88：1}为精密温控功能第1个消息

RT1C控温仪加热器占空比{E74，D88：2}为精密温控功能第2个消息

BC重要数据备份{D89，E76：1}为BC数据恢复功能第1个消息

BC重要数据恢复{D89，E76：2}为BC数据恢复功能第2个消息

时间广播{I1：1}为时间广播功能的独立消息

根据该型号1553B总线系统实际使用情况定义总线消息配置表，共定义230个消息，每个消息包含有以下字段：消息名称、源终端、发送子地址、目标终端、接收子地址、矢量字请求位、消息周期、流程标志、消息长度、消息内容等。由于本实施例消息规模过大无法在此一一列出，总线消息配置表的具体实施见图4。

地面测试系统根据上述与型号匹配的规则，识别远程终端配置表、状态字配置表、自测试字配置表、总线消息配置表，完成对卫星型号1553B总线系统的自主学习与构建，并通过模式匹配方法学习消息流程标志，还原出该系统中的全部应用功能以及完成这些应用功能所需消息序列的上下文关系。

通过上述基于规则的方法设计的地面测试系统在该型号各阶段测试过程中，已基本具备以下能力，完成卫星全测试阶段1553B总线系统的监视、数据统计；必要时完成卫星部分总线远程终端的通信模拟；必要时完成卫星总线控制器的通信模拟；完成卫星全测试阶段1553B总线通信数据的存储，并添加时间戳；完成对卫星全测试阶段已存储1553B总线通信数据的事后回放，可根据输入筛选特定条件的总线消息并导出结果。表明该1553B总线系统测试方法合理可行。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。