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  • 【2017年整理】1553B接口仿真测试系统设计及典型软件缺陷分析.pdf
    2021-07-29 04:55:13

    【2017年整理】1553B接口仿真测试系统设计及典型软件缺陷分析

    1553B接 口仿真测试系统设计及典型软件缺陷分析 ·l15·

    1553B接 口仿真测试系统设计及典型软件缺陷分析

    张 军,杨 柯,颜运强,漆莲芝

    (中国工程物理研究院计算机应用研究所 ,四川 绵阳 621900)

    摘要:介绍了一种 1553B接 口仿真测试软件硬件设计方案,详细介绍了自动化测试引擎设计以及Lua脚

    本语言的测试流程设计,并以某装备软件 1553B通信接 口测试中发现的一些具有代表性的接 口问题为

    例,对 1553B软件接 口测试典型案例的测试设计、测试结果进行了较为详细的描述,介绍了如何设计有

    效的软件测试用例,高效地发现通信软件的设计缺陷和程序问题,提升了软件的质量。

    关键词:计算机软件;软件测试;接 口测试;通信

    中图分类号:TP311.1;TP311.5 文献标识码:A 文章编号:1000—8829(2016)02一O115—03

    SimulationTestingSystem DesignandTypicalBugAnalysis

    InInterfaceTestingBasedon 1553B

    ZHANGJun,YANGKe,YANYun—qiang,QILian—zhi

    (InstituteofComputerApplication,ChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621900,China)

    Abstract:Thesoftwareandhardwaredesignschemeof1553B interfacesimulati0ntestingisintroduced.thede。

    signsofautomatedtestingengineandthetestingflow ofLuascriptraedescribed.Sometypicalbugsf0unddur-

    ingtheinterfacetestingoftheequipmentsoftwarebasedon 1553Baretakenasexamplestodescribethetest

    methodsandtestresultsofthesetestcases,andhow todesigneffectivetestcasesisintroduced.Theresults

    show thatthemethodcaneffectivelyfindthebugsandimprovethequalityofthesoftware.

    Keywords:computersoftware;softwraetesting;interfacetesting;communication

    1553B总线具有可靠性高、实时性强、开放性好和 终端返回的状态字,任何一个时刻只允许有一个终端

    容错性强等优点,被广泛用于飞行控制等系统及航天、 以BC的方式操作;远程终端RT在总线中有唯一的总

    舰船等国防军工领域,并很快成为一种国际标准。我 线地址,接收总线控制器发出的命令字,依据命令字进

    国最早应用于歼 一8Ⅱ战斗机并于 1987年颁布了相应 行数据传输;总线监控器 BM实时接收监控总线上的

    的军标,1553B总线得到了快速推广和应用,其接 口测 信息,记录总线活动。每条消息最长由32个字组成,

    试技术研究也越来越受关注。 每个字的前3位为同步字头,最后 1位是奇偶校验位。

    1.2 1553B总线的特点

    1 1553B总线简介 ① 可靠性高。1553B总线是一种可挂接32个终

    1.1 1553B总线 端的广播式分布处理的计算机网络,所有的终端共享

    1553B总线全称是飞机内部时分制指令/响应式 一 条消息通路,任一时刻网络中至多只有一个终端在

    多路传输数据总线,为多冗余度总线型拓扑

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  • 1、建模方法:实验法:人为给系统施加某种测试信号,记录相应的输出,然后用适当的数学模型去逼近,也称为系统辨识方法;解析法:利用已有的物理规律和化学规律来分析系统各部分的运动机理,获取其运动方程。2、常用...

    1、建模方法

    实验法:人为给系统施加某种测试信号,记录相应的输出,然后用适当的数学模型去逼近,也称为系统辨识方法;
    解析法:利用已有的物理规律和化学规律来分析系统各部分的运动机理,获取其运动方程。

    2、常用的数学模型

    ①时域中常使用的数学模型:微分方程、差分方程;
    ②复域中常用的数学模型:传递函数、结构图;
    ③频域中常用的数学模型:频率特性。

    2.1、微分方程:通常,解析法对系统或元部件建模如下:

    ①分析系统运动的因果关系,确定其输入、输出、中间变量及其之间关系;
    ②从输入端开始,按照信号的传递顺序,依据各变量所遵循的物理(或化学)规律,列写出各个元部件的动态方程;
    ③消去中间变量,写出输入与输出变量的微分方程。
    注:系统的数学模型越精确,微分方程的阶次越高,直接对高阶微分方程求解困难。
    如果系统参数或者结构发生变化,需要重新建模并求解微分方程,不利于系统的分析与设计。

    2.2、传递函数:在零初始条件下,输出信号c(t)的拉氏变换C(s)与输入信号r(t)的拉氏变换R(s)之比,记为G(s):G(s)=

    =
    注:“零初始条件”有两个含义:
    ①指输入在t=0之后才作用于系统,因此t≤0时系统输入量及其各阶导数为0;
    ②输入作用于系统之前,系统是相对静止的,就是系统的输出量及其各阶导数在t≤0时也为0。
    • G(s)的常用形式:
    ①有理分式形式
    ,式中

    ②零极点形式
    ,式中
    为零点,
    为极点,
    为增益;

    ③时间常数形式
    为时间常数,
    为放大系数。
    • 由G(s)时间常数形式可知,任一复杂系统的G(s)可由如下6个典型环节组成:
    ①比例环节:G(s)=
    =K;

    ②惯性环节:G(s)=
    =
    ;(因储能元件,输出量不能立即跟上输入信号)

    ③积分环节(也称无差环节):G(s)=
    =
    (一阶),
    (二阶);

    ④微分环节: G(s)=
    =s(理想微分环节),
    (一阶),
    (二阶);

    ⑤振荡环节:G(s)=
    =
    ,式中
    称为无阻尼振荡频率,
    为阻尼比;

    ⑥滞后环节(也称延迟环节): G(s)=
    注:i.因为实际物理系统总是存在惯性,并且能源功率有限,使得传递函数的分母阶次n总是
    大于或等于分子阶次m;
    ii.传递函数只取决于系统的结构和参数,与外界作用无关;
    iii.传递函数的拉氏反变换是系统的脉冲响应,即G(s)=C(s)/R(s)=C(s)(因为r(t)=δ(t)的拉氏变
    换为R(s)=1)。

    2.3、结构图 如下图,R(s)为指定输入信号,N(s)为干扰信号,C(s)为输出信号,E(s)为误差信号,其中R(s)与N(s)为系统的两个输入,E(s)和C(s)为系统的两个输出。

    8c349d13b9a1d94b6c62c324462e0a3a.png
    • 系统的开环传递函数:系统的主反馈信号B(s)与偏差信号E(s)之比,即
    注:这里的开环传递函数是指闭环控制系统里的某一处开环的传递函数,而不是指开环控制
    系统的传递函数。
    • 系统的闭环传递函数

    ①当N(s)=0时,输出C(s)对给定输入R(s)的传递函数为

    ②当R(s)=0时,输出C(s)对扰动N(s)的传递函数为

    当给定输入和扰动同时作用被控系统时,根据线性叠加原理,有

    • 系统的误差传递函数

    ①当N(s)=0时,则误差E(s)对R(s)的传递函数为

    ②当R(s)=0时,则误差E(s)对N(s)的传递函数为(简称扰动误差传递函数)

    当给定输入和扰动同时作用被控系统时,根据线性叠加原理,系统误差为

    注:当系统参数、结构发生变化时,微分方程形式模型需要重新建模,而传递函数形式模型
    不必重新建模,这是因为经过拉普拉斯变换后串联、并联、反馈连接形式的环节,其运算变
    为乘、加等低级运算,不再是微分运算。

    2.4、频率特性:稳定的线性定常系统在正弦信号的作用下,系统输出的稳态分量与输入的复数之比;其中,输出的稳态分量振幅与输入的振幅比A(w)称为幅频特性,输出的稳态分量相位与输入的相角之差φ(w)称为相频特性,即

    注:i.频率特性表征了系统或元件对不同频率正弦输入的响应特性;
    ii.φ(ω)大于零时称相角超前,小于零时称相角滞后;
    iii.频率特性反映了系统的内在性质,与外界因素无关。

    3、数学模型是等价变换的:微分方程、传递函数、结构图、频率特性之间一一对应的。


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  • 操作系统由哪些组件构成

    千次阅读 2020-10-19 18:03:41
    计算机系统由哪些组件构成? 计算机系统组成: 计算机硬件: 处理器、存储器、I/O设备、系统总线。 计算机软件: 操作系统、运行在操作系统上的应用软件。 程序的执行流程: 程序是一组保存在存储器的指令组成...

    学习目标:
    计算机系统由哪些组件构成?

    计算机系统的组成:
    计算机硬件:
    处理器、存储器、I/O设备、系统总线。

    计算机软件:
    	操作系统、运行在操作系统上的应用软件。
    

    程序的执行流程:
    程序是由一组保存在存储器的指令组成的。程序的执行就是不停的取指执行的过程。
    指令的执行是流水线操作。就单条指令而言,一条指令先是地址被存放在PC寄存器,然后被取出存放到指令寄存器,最后被执行。但从总体上看,一条指令被存放在指令寄存器时,它的下一条指令的地址就被保存到了PC寄存器。这个保存地址,取指令存放到指令寄存器,执行三个动作是同时进行的。

    指令的行为分类:
    指令的行为大致可分为4类:处理器和存储器之间的数据传输、处理器和I/O设备的数据传输、数据相关的算术操作或逻辑操作、控制程序行为。

    操作系统的目标和功能:
    目标:
    方便:使计算机更便于使用。
    有效:允许以更有效的方式使用计算机系统资源。
    扩展能力:允许在不妨碍原有服务的前提下有效地开发、测试和引进新的系统功能。
    功能:
    程序开发:如编辑器和调试器,帮助程序员开发程序。
    程序运行:提供程序运行时环境,包括把指令和数据加载到内存、初始化I/O设备和文件等等。
    I/O设备访问:每个I/O设备的操作都需要自己特有的指令集或控制信号,操作系统隐藏这些细节,提供统一的读写控制接口。
    文件访问控制:隐藏存储介质中文件数据的结构细节,提供一种简单统一的访问控制方式。并拒绝不安全、未授权的访问。
    系统访问:对于某些特殊的系统资源和公共资源,操作系统必须提供对资源访问的保护,还必须解决资源竞争时的冲突问题。
    错误检测和响应:计算机系统运行时可能发生各种各样的错误,操作系统必须提供响应以清除错误条件,使其对正在运行的应用程序的影响最小。
    记账:一个好的操作系统可以收集对各种资源的利用率统计数据,监控如响应时间之类的性能参数,以用于将来对操作系统功能的调整和提高。

    操作系统设计和实现的4个关键领域:
    1.进程:
    设计进程的目的:为了更好地实现多道程序设计、分时和实时事务处理系统。
    进程指的是计算机中正在运行的程序的一个实例,计算机系统分配资源的最小单位。
    进程的组成部分:程序实体、所需要的相关资源、执行上下文。其中,执行上下文是操作系统管理进程的根本,由操作系统直接管理。一般包括各种处理器寄存器的内容,操作系统使用的信息(如进程优先级及进程是否在等待特定I/O事件)。
    2.内存管理:
    为了支持模块化程序设计,操作系统需要有效且有条理地控制存储器分配。
    内存管理地5个责任:进程隔离、自动分配和管理、支持模块化程序设计、保护和访问控制、长期存储。
    在典型情况下,操作系统使用虚拟存储和文件系统实现内存管理。
    3.信息保护和安全:
    操作系统相关地安全和保护问题可以分为以下4类:保护系统不被打断、保证用户不能读到未授权地数据、保护数据不被未授权地修改、用户身份的正确认证和数据的合法性认证。
    4.调度和资源管理:
    资源分配和调度策略需要考虑的三个因素:提供给所有进程几乎相等和公平的访问机会、对于不同的服务要求,根据实际情况动态地进行决策,获取最大的吞吐量和最小的响应时间。
    调度的一种实现:操作系统维护者多个队列。短程队列中存放可随时准备运行的进程,长程队列中存放等待进程内存的进程。如果运行中的进程等待某种事务处理,就进入相应的事务处理等待进程。
    从短程队列中选择进程执行的策略:1.时间片轮状技术;2.优先级调度。

    操作系统内核的典型功能:
    进程管理相关:
    进程的创建和终止。
    进程的调度和分派。
    进程切换。
    进程同步以及对进程间通信的支持。
    进程控制块的管理。
    内存管理相关:
    给进程分配地址空间。
    内存交换。
    内存页和段的管理。
    I/O管理相关:
    缓冲区管理。
    给进程分配I/O通道和设备。
    支持功能:
    中断处理。
    记账。
    监视。

    linux的内核组件:
    Signal:内核通过信号通知进程。
    系统调用:通过系统调用来请求系统服务。
    进程和调度器:创建、管理、调度进程。
    虚拟内存:为进程分配和管理虚拟内存。
    文件系统:为文件、目录和其他文件相关的对象提供一个全局的、分层次的命名空间,提供文件系统函数。
    网络协议:为用户的TCP/IP协议套件提供套接字接口。
    字符设备驱动:管理向内核一次发送或接收一个字节数据的设备。
    块设备驱动:管理以块为单位向内核发送和接收数据的设备。
    网络设备驱动:对网络接口卡和通信端口提供管理,它们负责;连接到网桥或路由之类的网络设备。
    陷阱和错误:处理CPU产生的陷阱和错误。
    物理内存:管理实际内存中的内存页池和为虚拟内存分配内存页。
    中断:处理来自外设的中断。

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  • 测试系统组成

    千次阅读 2015-12-18 11:29:32
     以及对传感器体积和整个检测系统的成本等的限制 检测系统中形式是多样、与被测对象关联最密切的部分 2. 信号变换部分 检出信号——适合于分析和处理的信号 信号调理电路 阻抗变换----输出阻抗很高时; ...

    1. 信号检出部分

    传感器---执行检出功能的器件

    信号提取(被测量)、传输(信号变换部分)

    选择:测量精度要求、被测量变化范围、被测对象所处的环境条件

        以及对传感器体积和整个检测系统的成本等的限制

    检测系统中形式是多样、与被测对象关联最密切的部分

    2. 信号变换部分

    检出信号——适合于分析和处理的信号


    信号调理电路

    阻抗变换----输出阻抗很高时;

    信号放大----输出信号微弱时;

    噪声抑制----信号淹没在噪声中;

    电压/电流(V/A)转换----需要电流输出时;

    模拟/数字(A/D)转换----需要输出数字信号时

    3.分析处理部分

    不断注入新内容----检测系统的研究中心

    计算机系统----强大问题分析能力、复杂系统的实时控制

    自动化、智能化

    4.通信接口与总线部分

    功能:管理不同系统之间的数据、状态和控制信息的传输和交换

    接口--分系统和上位机之间/分系统之间交换信息




    测试过程和测试系统的组成

    根据测试任务复杂程度的不同,测试系统中传感器、中间变换装置显示记录装置 等每个环节又可由多个模块组成。例如,机床轴承故障检测系统中的中间变换装置 就由带通虑波器、A/D变换和计算机中的FFT分析软件三部分组成









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