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基于信號接口的自動測試系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)
摘要：實現(xiàn)儀器可互換性和TPS重用性、可移植性是通用自動測試系統(tǒng)（ATS）的發(fā)展方向。論述了ATLAS 2K語言和IVI-Signal Interface標準的特點、結構和技術實現(xiàn)。給出了一種基于信號接口的自動測試系統(tǒng)軟件的設計方法。這一方案融合了當前正在發(fā)展的各種測試系統(tǒng)軟件的設計技術，為通用ATS設計提供了技術實現(xiàn)途徑。自動測試系統(tǒng)（ATS，Automatic Test System）是裝備形成戰(zhàn)斗力的重要保證，儀器的可互換性和測試程序集（TPS，Test Program Set）的重用性、可移植性是通用ATS的重要指標。當前，ATS軟件的開發(fā)方式有“面向儀器”和“面向信號”兩種，
面向儀器的TPS開發(fā)基于儀器，很難從本質上反映被測設備測試需求，加上儀器種類繁多，功能各異，因此很難實現(xiàn)互換，軟件通和性差；面向信號的開發(fā)方式基于被測對象（UUT，Unit Under Test）的測試需求和測試資源的測試/激勵能力，解決了需求與供應之間的矛盾，通用性強。應用在ATS中的軟件技術經歷了過程編程語言（如C）、Windows DLL、面向對象編程（OO）、組件對象模型（COM）的漫長發(fā)展過程。COM采用面向對象的軟件設計思想，以標準接口提供功能調用，實現(xiàn)了程序的模塊化、通用性設計。近期出現(xiàn)的ATLAS 2K（Abbreviated Test Language for All System 2000版本）語言和IVI-Signal Interface標準均基于COM技術，二者結合，給通用ATS軟件設計提供了解決方案。
1 ATLAS 2K
1962年，為了描述UUT的測試需求，美國的ARINC（Aeronautical Radio Incorporation）公司開始發(fā)展ATLAS（Abbreviated Test Language for Avionics System）語言，并于1968年定下ARINC Std 416-1標準。ATLAS獨立于測試設備，提供了一種在UUT工程師、TPS開發(fā)人員和TPS最終用戶之間明確傳送信息的方式。ATLAS用標準信號和基于事件的表達方式描述UUT的測試需求，通過編譯器，這些描述代碼可在指定的ATS上執(zhí)行。
進入20世紀90年代以來，隨著技術更新的加快和測試需求的增長，ATLAS暴露出了很多問題，比如：更新速度慢；開發(fā)工具昂貴；ATLAS體系龐大、
模糊等。這一切限制了ATLAS的進一步發(fā)展。ATLAS 2K是由Test Description Sub-Committee of SCC 20在ATLAS的基礎上制訂的新標準，它采用SMML（Signal and Method Modeling Language）語言和面向對象技術，給ATLAS語言減了肥，優(yōu)化了程序結構，增強了對UUT測試需求描述的準確性；并且可在任何支持COM技術的平臺上使用圖形工具進行編程，簡化了程序設計。
1.1 ATLAS 2K模型
ATLAS 2K模型建立在層狀信號組件模型之上，由信號基類、基本信號組件和復合信號組件三層組成。
圖1給出了用SMML語言構建的類名為SignalFunction的信號基類模型。SMML源于Haskell Function Language，提供了用于描述信號屬性和方法的機制，通過制定語法規(guī)則和大量預定義動作來實現(xiàn)對信號類的定義。通常情況下，信號基類包括信號輸入端（In）、事件輸入端（Sync）、信號輸出端（Out）、控制參數(shù)輸入端（屬性）、被測信號輸出端（Value）等功能接口。當然，不同類型的信號也可以包括不同的接口，如激勵信號類可以沒有In接口、Value只對傳器信號有效等。
信號（Signal）和事件（Event）是標準化的信號類接口，組成元素包括屬性和方法。屬性標志著信號對象的當前狀態(tài)，如運行、暫停、停止等；方法則實現(xiàn)在狀態(tài)之間切換。
信號基類模型提供了消息（連續(xù)的為信號，離散的為事件）傳送機制，用來改變信號對象的狀態(tài)和行為。信號對象可以通過In/Sync接口接收其它對象送來的消息，也可以把消息通過Out接口傳遞給其它對象。例如，一個Ready事件可把信號對象由停止（Stop）狀態(tài)變?yōu)檫\行（Run）狀態(tài)；一個Active事件可以讓傳感器信號對象執(zhí)行數(shù)據(jù)采集操作等。
信號類經例化后，可以仿真某些角色信號（如激勵信號、測試信號、事件調節(jié)器信號、信號調節(jié)器信息等）、UUT節(jié)點等。
ATLAS 2K模型的基本信號組件層提供了可重用、經格式化描述的基本信號（底層信號），它們是基于COM技術的對信號類繼承、封裝并進一步標準化的產物。每個基本信號組合件都存在一個靜態(tài)SMML描述和一個抽象的運行期控制模型，前者定義信號特片，后者在某一特定ATS中定義信號的行為。通過這些基本信號組件可以定義所有較高層的信號。
ATLAS 2K模型的復合信號組件庫與ATLAS的EXTEND功能類似，通過定義基本信號組件產生的復合信號和使用這些信號的規(guī)則，實現(xiàn)了對信號的擴展。圖2給出了由基本信號組件1和2實現(xiàn)復合信號n的示意圖。復合信號組件可以仿真復雜信號，如射頻（RF）信號、數(shù)據(jù)總線信號等。
1.2 ATLAS 2K的工程應用
在支持COM組件開發(fā)的編程平臺（如VC 、VB等和相應開發(fā)工具的支持下
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