基于虚拟仪器技术的引信软件安全性测试系统

分类：技术教程日期：2011-08-18 00:00:00 来源：西部工控网

　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

　　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：

图1 硬件结构框图

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-6040E 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。
参考文献：
[1]刘斌等, 嵌入式软件可靠性仿真测试系统研究 [J], 北京航空航天大学学报, 2000,(4)：491-493
[2]王成刚等, 计算机监控系统实时多任务调度策略在 LabVIEW 平台上的实现 [J], 测控技
术,2001,(3):47-49
[3]雷振山编著, LabVIEW 7 Express 实用教程 [M], 中国铁道出版社, 2004
作者简介：王静，女，1978 年生，汉，在读硕士，主要研究方向：机电系统检测技术。电话0311
－7994954 或 13081107546 齐杏林 (1964-)，男，河北蠡县，副教授。研究方向：机电系统检测技
术。
Author introduction: Wang Jing, female, born in 1978，master , mainly study technology testing of
mechatronics system.
（050003 河北石家庄军械工程学院研究生五队）王静
（Department of Ammunition Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang, 050003, China）
Wang Jing