自动化测试系统

方案背景

由于空间站、卫星、导弹或轨道交通等高端复杂装备的特殊性和复杂性，传统的手工测试方法难以满足需求。为了提高测试的效率和精度，自动化测试技术成为了不可或缺的工具。主要需求背景包括以下几个方面：

（1）通过使用自动化测试系统，测试人员可以模拟真实环境下的各种情况进行测试，发现潜在问题、减少测试时间、提高测试效率。

（2）高端复杂装备通常由种类繁多的软硬件子系统构成，而子系统之间存在复杂交联关系，因此对综合测试要求通用性好、效率高、覆盖全、流程细致、逻辑严密。

（3）复杂装备往往需要长期稳定运行，一旦出现故障或失效，将会造成严重后果。自动化测试系统可以有效地检测复杂装备的稳定性、可靠性和安全性，为复杂装备的运行稳定性提供保障。

（4）复杂装备测试过程中需要大量的数据处理、分析和管理工作。自动化测试系统可以实现自动化数据采集、分析和管理，实时监控测试结果，提高数据的精度和可靠性。

方案介绍

以国科环宇自研成熟的系列测试终端产品和SmartATE软件平台产品为基础，通过集成第三方测试仪器设备，面向不同被测装备，灵活开发结构/电气/通信适配接口和自动化测试程序，可快速构建复杂装备自动化测试系统解决方案。

（一）体系架构

自动化测试系统解决方案架构图

如上图所示，自动化测试系统解决方案总体架构主要分为被测对象层、测试接口层、仪器平台层、基础设施层、系统主控层和测试应用层等。

其中被测对象层主要是空间站、卫星、导弹、飞机等高端复杂装备或星载、机载、舰载、弹载或车载电子设备；

测试接口层通过信号转接分配与信号调理，用于实现被测对象与测试仪器资源的电气、结构和通信的安全可靠连接；

仪器平台层为被测对象提供模拟的工作环境和试验测试环境，主要包括各类自研测试终端设备和集成的第三方仪器设备（含程控电源、电子负载、采集分析仪器或信号源类仪器）等；

基础设施层主要是支撑系统内部供配电、网络交换和系统对外报表输出，其中网络交换层用于仪器平台层各类仪器与主控计算机的网络连接，从而实现仪器设备的统一操作控制；

系统主控层是整个自动测试系统的控制中枢，其上运行操作系统、仪器驱动、应用软件、数据库和辅助工具等软件环境，可实现测试人员与测试系统的信息交互与控制；

测试应用层主要是通过主控计算机控制仪器资源，实现被测对象的自动激励加载和参数自动测试功能。

（二）关键技术指标

（1）C-SmartATE软件平台

① 具备ICD设计管理功能，可实现测试环境建模，定义数据结构及路由，ICD数据库写入速度支持8000条/秒；

② 具备自动判读建模功能，可进行可视化自动判读模型和判读规则设计，自动判读速度支持1000条规则/秒，可在30秒内自动生成判读报告；

③ 支持中标麒麟、银河麒麟等国产操作系统，支持达梦、金仓等国产数据库系统。

（2）SA9L系列LXI测试终端

① 支持LXI接口通信，配置8Gb系统内存空间；

② 支持FPGA远程烧写的功能，可通过网络接口，对FPGA进行逻辑更新；

③ 主要技术指标：

单设备体积1U、半插宽220mm、深度210mm，重量≯1.5Kg；

1553B通道数：2通道，每通道含有A/B两路，支持RT、BC、MT功能；

RS422/RS485通道12路，波特率：0～3M可调；

DA通道48路 ,分辨率16位，输出信号范围：±5V，精度±1%；

CAN通道8路，支持CAN2.0A/B协议。

（三）系统特点

● 通用性与开放性

系统硬件平台以自研LXI总线仪器为核心，适合构建网络化分布式系统并方便扩展测试仪器终端；软件平台基于CS架构，可充分发挥网络化测试系统优势；系统整体基于开放的体系结构，便于设备的升级扩展和重构。设备硬件接口对外公开透明、软件及数据接口符合相关标准与规范，方便实现通用测试功能。

● 高可靠性与安全性

进行系统的可靠性预计与设计，着重于整机、硬件、元器件、软件、工艺等方面可靠性设计，注重外购产品的可靠性控制和质量保障以及对文件执行相应的标准等几方面内容。系统性地开展安全性设计，同时信号调理层可实现测试仪器平台与被测对象的电气隔离，确保测试过程中被测对象的安全。

● 系统全国产化自主可控

系统软件平台为自主研发，拥有完全的自主知识产权，形成专利7项，实现了代码级的自主可控。V2.1版本基于QT 5.12开发，可实现跨平台应用（支持Windows7/10 32bit&64bit、Linux，以及中标麒麟、银河麒麟等操作系统），可支持达梦、金仓等国产数据库系统和SA9L系列国产化仪器。

自研LXI测试终端系列产品实现了器件级全国产化目标，主要器件包括ARM：RK3588J- FCBGA1088L（瑞芯微）、FPGA：PGL50H-6IFBG484（紫光同创）、DDR3：SCB13H4G160AF-13KI（8Gb）（紫光国芯）和Flash：GD25B512MEFIR（兆意创新）等。

● 自动化与智能化

具备自动记忆功能，采用实时记忆技术，对每一次参数的修改进行永久性保护，避免每一次测试需重复设置参数。具备总线数据智能解析和测试数据智能判读功能；集成数据库，对测试数据进行实时存储和记录，保障自动测试系统状态的完整记录。同时具备自动化人机交互、参数设置、测试流程管理、数据管理等模块，拥有良好一致性和低故障率。

● 高效率与灵活性

系统通过软件配置测试参数和流程，可实现一键式对各种被测设备的电性能参数进行测试。充分利用系统平台提供的图形界面、同步/异步通讯、多进程、多线程等特性，为用户最大限度设计出界面友好、操作简捷的软件产品，保证任务操作指令高效执行。

人机交互良好，以向导为主要对话方式，将复杂的系统设置过程、被测件设置过程、自动测试等以向导的方式加以呈现，一步步引导用户完成相关操作，直观方便。

客户收益

自动化测试系统软件平台是公司针对产品全生命周期测试推出的一套集成应用平台，用户可以在设计阶段、生产阶段、使用与维护阶段利用该平台完成不同的测试工作。基于LXI总线的模块化测试设备，具备数据智能采集、数据智能预处理、数据智能交互等功能，既可以单台使用，又可以多台部署，与软件平台可组成功能强大的复杂测试系统，使用灵活，操作简单。产品采用可重构硬件架构，实现RS422、RS232、CAN、LVDS、1553B、AD、DA、DIO等不同接口设备快速集成并可扩展第三方仪器设备，敏捷地实现系统产品开发，减少开发工作量，缩短开发周期，节约成本。

系统通过软件配置测试参数和流程，可实现一键式多流程测试，具有一体化、高效率、自检测、自校准等特点，以及智能配置、自动测试、智能判读、自动记录、统计分析和自动输出报表及超限报警的功能。

基于此解决方案，公司形成了等卫星产线、卫星整星、星载电子设备、站载电子设备、弹载电子设备等典型应用案例，并逐步拓展到智能制造、汽车、铁路、航空、船舶等行业领域。