分布式导弹测试系统设计

XML TPS根据对被测单元的测试需求的描述，从实时引擎请求相应的信号对象。若系统测试能力允许，实时引擎开始查询从被测单元到仪器端口的连接信息，并对其进行验证。完成后实时引擎开始实例化IVI信号接口组件和XML描述的TPS信号组件，执行测试操作。IVI信号组件和矩阵开关驱动器通过IVI-COM驱动控制底层仪器，在TPS执行期间，实时引擎应自动完成测试资源的分配和信号路径的切换，最后将测试结果以XML文件的格式保存起来。
综上所述，基于信号接口的导弹测试系统软件设计可描述为：通过XML语言将被测单元的测试需求标定为对激励／测量信号的需求，这个虚拟资源需求通过设备驱动器接口内部服务机制的解释和定位转换成真资源，再驱动仪器完成测试任务。

3 关键技术
3．1 多总线机械与电气相容实现方案
为将不同测试总线模块集成到LXI测试系统中，有两种技术方案可供选择：开发桥转接器和接口适配器。
桥转接器由LXI接口和特定总线接口组成。LXI接口端实现LXI接口的所有要求，包括网络协议支持、Web页浏览与仪器控制、LAN配置初始化和IVI驱动器。在桥转接器的特定总线接口端，实现特定的硬件和软件接口要求。例如，如果LXI桥转接器连接GPIB仪器，桥转接器不仅要支持LXI接口和GPIB接口，还需具备将软件命令从LXI端映射到GPIB端的能力。
接口适配器将非LXI总线接口完全转化为LXI接口。通过接口适配器，主机可以利用仪器驱动器和Web页直接访问和控制非LXI仪器，在接口适配器和非LXI仪器之间不需要控制与通信机制的映射和VISA资源的映射。
在多总线融合的测试系统中，为不使原有VXI，PXI，GPIB系统结构产生较大幅度的变动，基于LXI的多总线融合的测试系统采用桥转接器机制将现存总线仪器无缝融入到其中。通过这种结构，原有的VXI测试系统作为系统的一个子系统，只需在接口配置处做少量更改，而系统的硬件和测试软件不需做任何变动就可继续使用。
3．2 同步测试的实现策略
在多激励多目标的分布式导弹测试系统中，不同总线仪器问的同步与触发是其基本要求。VXI仪器可以通过背板总线触发实现同步测试，但只限于同一机箱内的模块之间可行，对于不同机箱之间就难以实现同步。LXI仪器提供了三种同步触发机制：网络消息触发、IEEE-1588时钟同步触发和触发总线。三种同步精度依次递增，网络消息触发由于受到网络传输延迟的影响，同步误差在毫秒级，IEEK-1588同步精度小于100 ns，触发总线则为3 ns／m。下面将分析这三种机制的实现机理并提出分布式导弹测试系统的同步实现策略。
3．2．1 网络消息触发
实现网络消息触发的系统结构是多个LXI设备之间通过交换机或集线器连接在一起，网络触发消息可以由计算机发给所有设备，或者由其中一个设备发给其他所有设备，这样就可以实现一点对多点的触发应用，因为触发消息在网络间的传递是采用标准UDP网络协议，不需要网络握手，所以网络延时比采用TCP／IP协议小得多；另外，触发消息也可以由其中一个设备发给同一网段中的另一个设备，这是点对点的触发方式。采用网络消息触发的优点如下：
(1)比通过软件触发有更大的灵活性；
(2)不需要专门的触发线；
(3)没有距离的限制；
(4)LXI模块之间可以相互协调，排除了计算机处理速度的瓶颈影响，从而减小了网络延时。
3．2．2 IEEE-1588时钟同步触发
IEEE-1588的时钟同步网络拓扑结构是在网络中选择其中一个LXI仪器作为主时钟仪器，其他仪器为从时钟仪器。主时钟向所有从时钟发出一个同步信息包，而且这个信息包中包含有信息发出的精确时间，从时钟接收同步信息包；然后从时钟发出延时请求信息包，主时钟收到这个信息包。主时钟最后给从时钟发送一个延时响应信息包。假设主、从时钟之间的网络延时是对等的，可以计算出从时钟与主时钟之间的偏差，从而每个从时钟校准自己的时间。
测试利用1588时钟同步时，触发信号是告诉各个器件何时启动输出它的信号，因为每个器件根据指定的时间启动，而不是根据何时接收到以太网发出的命令来启动，所以以太网的开销或延迟时间对被触发器件没有影响。IEEE-1588时钟同步触发方式特别适用于分布式远距离同步数据采集等测试任务，不用单独连接触发电缆，且不受距离的限制。
3．2．3 LXI触发总线
LXI触发总线配置在A级模块，可将LXI模块配置成为触发信号源或接收器，触发总线接口亦可设置成“线或”逻辑。每个LXI模块都装有输入输出连接器，可供模块作菊形链接。LXI触发总线与VXI和PXI的背板总线十分相似，可配置成串行总线或星形总线，这种触发同步方法充分利用了VXI和PXI触发总线的优点，同步精度很高，主要取决于触发总线的长度，适用于测试相互靠得很近的应用系统。
3．3 测试软件的互操作性
实现测试软件可移植与互操作的两个基本条件是：
(1)测试系统信号接口的标准化；
(2)测试程序与具体测试资源硬件无关。
测试软件从结构上可分为面向仪器、面向应用和面向信号三种形式，而面向信号的开发是测试软件互操作的前提。面向信号的开发使测试需求反映为针对UUT端口的测量／激励信号要求，TPS中不包含任何针对真实物理资源的控制操作。当测试资源模型也是围绕“信号”而建立时，则只要通过建立虚拟信号资源向真实信号资源的映射机制，就可以实现TPS在不同配置的测试系统上运行。
3．4 测试仪器的可互换性
采用动态链接库的动态加载技术和显示链接技术可以实现平台仪器的可互换性，软件平台中类驱动程序与物理仪器驱动程序都是DLL，TPS与类仪器驱动程序的链接为隐含链接方式，而类仪器驱动程序对物理仪器驱动程序导出函数的调用方式为显式链接。类驱动程序及物理驱动程序以注册的方式记录在资源控制器模型中，实现了内核仪器可更换特性的开放性。类驱动程序及物理驱动程序导出的函数分为公共函数和功能函数两类，其中公共函数为各类仪器所共有的，如仪器初始化、关闭等，功能函数是与各类仪器有关的。

4 结语
本文针对目前导弹测试系统存在的结构封闭、通用性差、开发和维护成本高、系统间缺乏互操作性、应用范围有限等诸多不足，以LXI总线为基础，构建了一种多总线融合的分布式导弹测试系统，为实现仪器可互换性和TPS的重用性、可移植性奠定了基础，能够较好地满足当前导弹维护保障领域的需求，降低维修保障费用，优化装备保障力量体系，具有显著的军事、经济效益。