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基于虚拟仪器技术的引信软件安全性测试

发布时间:2021-02-25点击次数:173次

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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