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标题: 基于虚拟仪器技术的引信软件安全性测试 [打印本页]

作者: Bazinga 时间: 2015-1-30 19:42 标题: 基于虚拟仪器技术的引信软件安全性测试

1 引言
引信软件是指嵌入到引信系统中对引信硬件起控制作用的程序，其作用是对引信安全系统和发火系统实施控制，防止引信意外作用和适时输出起爆信号。由于引信软件安全性问题会导致重大人身伤亡和财产损失，所以对引信软件的安全性要求非常高。为保障引信软件达到安全性要求，需对其进行安全性测试，由于手工测试不仅测试效率较低，而且需要大量的人力物力，本文正是基于此开发了基于虚拟仪器技术的引信软件安全性测试系统。
2 系统特点分析
本系统主要面向引信软件进行测试，由于测试对象的特殊性，使得该系统具有如下特点：
2.1 嵌入式软件测试系统
引信软件是固化在引信中嵌入式微处理器单元上的软件，属于嵌入式软件，因此其测试系统属于嵌入式软件测试系统。由于嵌入式软件都是直接或间接和硬件设备相连的，所以嵌入式软件的测试无法直接在宿主机上进行。要对其进行测试，系统必须具有以下功能：把被测嵌入式软件和测试系统物理地连接在一起，并进行逻辑的描述，通过自动生成测试用例，仿真产生输入，驱动被测目标系统运行，得到运行结果。
2.2 测试重点为安全性测试
安全性测试相对日见成熟的可靠性测试来讲是一个较新的领域。可靠性关注的是系统在该作用的时候必须作用,安全性则要求系统在不该作用的时候不能作用。所以，从测试的目的到测试用例的设计，两者都是有区别的，而安全性测试则更加关注软件对非正常的测试用例的响应、在特殊情况下的输出。另外，由于对引信软件的安全性要求极高，所以系统应具有自动重复测试功能。
2.3 测试系统为单机平台
目前仿真测试系统的体系结构大体上分为两类：单机平台和分布式平台。由于引信软件程序量少、功能相对简单，所以本系统采用单机平台。
3 系统实现
基于上述对系统特点的分析，本文决定采用虚拟仪器（Visual Instrument）技术来实现系统。虚拟仪器是指通过应用程序将通用计算机与硬件结合起来，用户通过虚拟控制面板进行操作，从而完成被测量值的采集、分析、判断、显示和数据储存。用户仅通过特定编程，就能定制具有特殊用途的仪器。采用该技术构建的测试系统不仅可以实现自动测试，而且可以大大降低设计成本，提高测试效率。
3.1 系统硬件结构
本系统由主控计算机、数据采集卡和待测目标机组成。硬件结构框图如图 1 所示：

主控计算机为一台 PC 机，主要功能：进行I/O 配置；生成测试用例；进行过程控制。数据采集卡完成仿真信号的输入和输出。本系统采用美国NI 公司的PCI-*0E 数据采集卡，配有16 个模拟输入通道、2 个模拟输出通道、8 个数字I/O，自带A/D、D/A 等功能，完全满足了系统需求。被测目标机为引信上起控制作用的微处理器。
3.2 系统软件设计
3.2.1 软件功能
软件是引信软件安全性测试系统的核心，其功能包括：自动生成测试用例，通过采集卡驱动被测程序运行，实时捕获运行结果，进行判断，同时具有显示和打印记录的功能。基于模块化编程思想，将软件系统分为三大模块：激励信号产生模块，数据采集模块，数据处理模块。
3.2.2 关键技术
本系统实现的难点和重点是如何解决多任务性。LabVIEW 对多任务的运行机制是：考虑任务的优先级和任务先后顺序的CPU 的分时占用过程。并行任务优先级的设置有两种方式：一种是设置 Wait 函数；另一种是通过VI 设置对话框中的优先级设置。通过设置Wait 函数，可以让其它更重要的任务有更多时间执行，通过VI 设置对话框中的优先级选项来设置优先级。这两种方法可以综合使用。需要指出的是以上两种方法都需要对被测程序有深入的了解，和用户有良好的交流。
3.3 系统测试过程
基于虚拟仪器技术的引信软件安全性测试系统测试流程如图 2：

4 结束语
利用 LabVIEW 和数据采集卡构建虚拟仪器来开发引信软件安全性测试系统，实现自动测试、仿真测试，克服了手工测试效率低，需要花费大量人力物力的不足，减少了系统开发时间和开发成本。

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