一种基于混合通道的afdx总线检测方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于混合通道的AFDX总线检测方法，首先明确被测设备的型号，统计被测设备的AFDX物理通道数量；然后根据生成的配置表文件分别打开每个物理仿真卡的AFDX终端端口；对AFDX总线物理通道的测试选项进行选择，将接收到的一种或多种通道的回传测试数据进行样本比对或有效性判断，得出最终的测试结果，生成最终的测试报告。本发明仅使用一台独立的AFDX总线综合测试平台就能够实现对多台航空电子设备的功能和性能进行实时高效的分布式检测，实现更为高效和简便的AFDX总线测试，极大的节省了财力与人力。
【专利说明】—种基于混合通道的AFDX总线检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航空总线测试【技术领域】，涉及航空电子全双工交换式以太网(Av1nics Full Duplex Switched Ethernet)的多个终端和多种通道实时总线监控与测试方法。
【背景技术】
[0002]AFDX全称为航空电子全双工交换式以太网(Av1nics Full Duplex SwitchedEthernet)，它是为在航空电子系统之间进行数据交换而定义的一种协议标准，是基于ARINC429和1553B基础之上的一种总线通信协议规范(ARINC 664 Part7)。AFDX网络通过对传统的以太网技术进行改进，凭借其虚链路技术，双冗余管理，通信网络延迟的可确定性等优越的网络通信性能，已成为新一代航空电子系统数据传输网络。AFDX网络源于以交换机为核心的交换式以太网，它与典型的以太网有着类似的组成和通信模式，但是由于其诞生之时起就面向航空电子设备，所以AFDX总线有着高安全性、确定性和可靠性，并形成了ARINGC 664系列的相关标准。
[0003]随着国产大飞机项目引入国内，各种基于AFDX总线技术的设备研制正加速展开，虽然国外对AFDX总线技术有着较为成熟和系统的测试技术，但仅限于物理层和链路层，如何实现基于多种混合通道技术对机载设备的功能和性能进行分布式测试成为了国内目前AFDX研究的主要领域。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术中商用板卡和其配套软件仅局限于物理层和链路层的数据捕获，对上层网络层和应用层未覆盖的不足，本发明提供一种基于混合通道的AFDX总线检测方法，通过使用单通道和多通道的混合通道检测技术，实现对多种AFDX终端设备的实时分布式远程检测，根据这些终端设备的功能与性能特点，重点定制了的功能模拟、性能考核、实时检测、结果汇总与分析等功能，达到了不必通过AFDX交换机而实现多种航空电子设备AFDX终端的分布式检测。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤:
[0006]I)明确被测设备的型号，统计被测设备的AFDX物理通道数量；
[0007]2)根据每个AFDX物理通道的接口 I⑶配置，依据AFDX仿真卡的数量自动生成同样数量的AFDX配置表文件，一块AFDX仿真卡对应配置一张AFDX配置表；按照AFDX链路接口的数据内容，编辑每I个AFDX终端的端口 I和端口 2的虚拟链路号、源端口号、目的端口号、UDP端口号和MTU，生成配置表文件；
[0008]3)根据AFDX配置表分别调用AFDX仿真卡驱动程序封装的API函数，分别打开每个物理仿真卡的AFDX终端端口 ；
[0009]4)根据不同航空电子设备的测试需求，对AFDX总线物理通道的测试选项进行选择，包括单通道、多通道和混合通道选择；每种通道的测试过程如下:
[0010]a)单通道测试过程:完成I个AFDX仿真卡的I个终端通道设置，首先选择该通道的测试项数量，其次调用按照接口 I⑶配置而生成的单通道测试用例；然后将这些测试用例进行排序，事件性或周期性通过AFDX总线单通道向被测试设备发送，同时收取被测试设备的回传测试结果；
[0011]b)多通道测试过程:对I个AFDX仿真卡的2个终端通道进行设置，首先分别选择终端A和终端B通道的测试项种类与数量，如果终端A和终端B通道的种类相同，使用同一种类的测试项就能够完成测试，如果种类不同则需要分别选择终端A和终端B通道的测试项数量；其次调用按照接口 I⑶配置而生成的多通道测试用例；然后将这些测试用例按照测试顺序事件性或周期性通过AFDX总线终端A和终端B通道向被测试设备发送，同时收取这些通道中被测试设备的回传测试结果；
[0012]c)混合通道测试过程:对多个AFDX仿真卡的多个终端通道进行设置，分别配置每一块仿真卡的每一个终端通道的测试项种类与数量，分别调用按照接口 I⑶配置而生成的每个测试通道的测试用例；然后将这些测试用例按照不同的测试通道进行排序，事件性或周期性通过多个混合通道向被测试设备发送，同时收取这些通道中被测试设备的回传测试结果;
[0013]5)将接收到的一种或多种通道的回传测试数据进行样本比对或有效性判断，得出最终的测试结果，生成最终的测试报告。
[0014]本发明的有益效果是:实现了仅使用一台独立的AFDX总线综合测试平台，不需通过连接和配置AFDX交换机，就能够通过多块AFDX板卡的混合通道技术，使用应用软件调用多种航空电子设备的网络配置与测试数据选项，从而实现对多台航空电子设备的功能和性能进行实时高效的分布式检测。本发明中基于混合通道的AFDX总线测试技术，解决了先前AFDX总线测试仅集中于物理层和链路层并且需要配置复杂的交换机才能实现的多种航空电子设备的分布式并行测试，改进为不仅可以测试AFDX总线测试物理层和链路层，还可以通过软件调用不同的航空电子设备数据配置来测试网络层和应用层，实现更为高效和简便的AFDX总线测试，极大的节省了财力与人力。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是AFDX虚拟链路原理示意图；
[0016]图2是传统AFDX总线测试系统组成示意图；
[0017]图3是AFDX总线综合测试平台组成示意图；
[0018]图4是AFDX总线综合测试平台测试流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0020]本发明为大飞机航空电子设备分布式与综合化测试提供了一条实时、高效和准确的测量技术。该总线检测方法是基于大飞机的航空电子设备的AFDX总线技术实现，重点定制了若干航空电子设备的全部功能与主要性能的动态监控、实时检测、故障统计与分析等功能。
[0021]通过使用两块以上基于PCI接口的AFDX仿真卡嵌入到AFDX总线综合测试平台中，通过加载不同的AFDX网络配置表文件，调用已开发完成的应用软件处理模块，使用AFDX总线混合通道测试技术，来实现对多种航空电子设备的分布式检测。
[0022]本发明实现的主要功能如下:
[0023]1.实现AFDX仿真卡单通道、多通道或混合通道配置；
[0024]2.实现通用单通道物理层数据测试项选择与监测；
[0025]3.实现通用多通道物理层数据测试项选择与监测；
[0026]4.实现多个航空电子设备混合通道数据测试项选择与监测；
[0027]5.对多种通道数据测试结果分析与评估；
[0028]本发明的具体检测过程如下:
[0029]1.根据测试需求生成配置表文件，实现AFDX板卡初始化；
[0030]根据对航空电子设备的功能和性能测试需求，可以使用应用测试软件根据每个测试通道的接口 ICD配置，按照AFDX仿真卡的数量自动生成同样数量的AFDX配置表文件。根据配置表文件即可打开相应的AFDX终端端口，完成AFDX板卡初始化。
[0031]2.调用被测试设备混合通道测试项选项
[0032]不同的航空电子设备的功能与性能检测需求不同，通过自主研发的应用软件动态调用已编辑好的相应航空电子设备的测试模块与物理AFDX终端进行软件匹配。应用软件可以根据测试选项的不同对进行相应软件模块的处理流程调用。主要包括单通道物理层数据测试选项、多通道物理层数据测试选项和混合通道物理与应用层测试选项。
[0033]3.完成对被测试设备功能和性能的自动检测，生成测试报告。
[0034]完成混合通道的测试项调用后，通过软件自动调用测试数据对被测航空电子设备的功能和性能进行逐项测试。应用软件根据比对预计的检测数据与实际回传的检测数据差异，逐项生成对每一台被测试航空电子设备的测试报告，并进行汇总显示。
[0035]该方法为大飞机航空电子设备分布式与综合化测试提供了一条实时、高效和准确的测量技术。该总线检测方法是基于AFDX总线混合通道测试技术来实现大飞机的多种航空电子设备的AFDX总线，重点定制了若干航空电子设备的全部功能与主要性能的动态监控、实时检测、故障统计与分析等功能。达到了不必通过AFDX交换机而实现多种航空电子设备AFDX终端的分布式检测。
[0036]由图1可以看出，在航电系统AFDX终端一定需要通过一个VL进行数据帧的交换，可以说VL是AFDX的通讯基础。Virtual Link (虚拟链路)是一个概念上的通讯通道，每个VL都定义了一个逻辑上单向的连接，即从一个源端系统到一个或多个目的端系统。每一个VL在逻辑上是互相隔离的，而且每个VL都有专门的带宽保证，多个VL的数据传输在有效的带宽内相互不影响。一个典型的AFDX端系统之间，必定有两条独立的物理路径即端口 A和端口 B，这两个ES终端组成了 AFDX总线的数据传输途径，如图1所示每帧数据都会从源ES终端的同时通过两路物理路径传输到目的ES终端，目的ES终端接收到第一个有效的帧后，立刻会上传给应用程序处理；当目的ES终端一旦接收到一个有效数据帧后，后面相同顺序号的帧就会被丢弃。
[0037]由图2可以看出，传统的AFDX总线测试系统主要由显控主机、单个商用AFDX仿真卡、商用测试软件、AFDX交换机构成。首先显控主机中仅能安装I块商用AFDX仿真卡，所以要对多个航空电子设备进行测试时，必须要连接与仿真卡配套使用的商用AFDX交换机，通过复杂的AFDX交换机配置才能实现对多个航空电子设备的多个通道进行测试，当测试对象改变时，还必须重新对AFDX交换机进行配置。其次该系统的测试软件一般选用开发商成熟的商用测试软件，仅能实现简单AFDX总线物理层和链路层监测，无法针对航空电子设备进行网络层和应用层的定制，而且进行二次软件开发时也无法支持单通道与多通道混合使用的策略，较大的限制了测试灵活性。
[0038]由图3可以看出，本发明的AFDX总线综合测试平台主要由三部分构成:显控主机、应用测试软件和AFDX仿真卡。其中应用测试软件运行与显控主机上，AFDX仿真卡通过PCI总线插入到显控主机中。在该测试平台中，目前使用两块AFDX仿真卡来进行测试，每块AFDX仿真卡包含ESl和ES2两个终端接口。具体的组成及相关要求如下。
[0039]1.显控主机
[0040]显控主机硬件配置应选择不低于以下的配置=IGhz以上处理器，512Mb以上内存，10Gb以上硬盘。应安装两块以上PCI接口的AFDX仿真板卡。
[0041]显控主机操作系统应配置windows2000或windows xp或windows vista中的一种，并且已经成功安装了 Visual C++6.0以上版本。
[0042]显控主机应安装完成所选AFDX仿真卡的相关驱动程序，能够正常打开AFDX仿真卡的操作软件。
[0043]2.应用测试软件
[0044]运行于显控主机的windows操作系统下，采用面向对象的编程架构，主要完成人机交互、AFDX仿真卡单通道或多通道配置、通用单通道数据测试项选择、通用单通道数据项监测、通用单通道数据项测试统计分析、各个航空电子设备专用程序混合通道测试项选择、专用程序混合通道数据项监测、专用程序混合通道发送数据项选择、专用程序混合通道接收数据项显示和专用程序混合通道测试结果分析。
[0045]3.AFDX 仿真卡
[0046]目前AFDX总线综合测试平台所使用的AFDX仿真板卡是国内某研究所自主研发的仿真板卡，这种板卡的最大优势就是在严格满足ARINC 664 PART 7标准前提下，可以实现多块板卡集成到一个综合测试平台上，同时可以支持上层应用软件并行调用，从而能够支持基于混合通道的AFDX总线测试技术。
[0047]由图4可以看出，本发明的具体检测方法的步骤如下:
[0048]I)明确测试设备型号与所需端口数量；
[0049]由于本发明可以通过AFDX总线对多个航空电子设备进行功能和性能分布式和并行测试，每一个设备的AFDX总线通道所传内容和格式都不尽相同，所以需要统计被测试设备的AFDX物理通道数量，通过专用连线使之与AFDX总线综合测试平台进行连接。
[0050]2)按需生成AFDX配置表；
[0051]在初步确定了所需测试的AFDX物理通道数量后，根据每个测试通道的接口 I⑶配置，依据AFDX仿真卡的数量自动生成同样数量的AFDX配置表文件，即一块AFDX仿真卡对应配置一张AFDX配置表。按照AFDX链路接口的数据内容，编辑每I个AFDX终端的端口 I和端口 2的虚拟链路号、源端口号、目的端口号、UDP端口号和MTU，生成配置表文件。
[0052]3)打开相应的AFDX端口 ；
[0053]根据AFDX配置表中的相关配置信息，分别调用AFDX仿真卡驱动程序封装的API函数，分别打开每个物理仿真卡的AFDX终端端口，完成测试准备工作。
[0054]4)调用被测试设备混合通道测试项选项；
[0055]根据不同航空电子设备的测试需求，对AFDX总线物理通道的测试选项进行选择，目前AFDX总线综合测试平台支持三种选择:单通道、多通道和混合通道选择。每种通道的测试过程如下:
[0056]a)单通道测试过程:
[0057]单通道的测试方法流程相对简单，只需完成I个AFDX仿真卡的I个终端通道设置即可。首先选择该通道的测试项数量，即要通过该通道对被检测设备完成多少项的检测；其次调用按照接口 I⑶配置而生成的单通道测试用例；然后将这些测试用例进行排序，事件性或周期性通过AFDX总线单通道向被测试设备发送，同时收取被测试设备的回传测试结果，完成单通道自动检测。
[0058]b)多通道测试过程:
[0059]多通道的测试方法需要对I个AFDX仿真卡的2个终端通道进行设置。首先分别选择终端A和终端B通道的测试项种类与数量，如果终端A和终端B通道的种类相同，使用同一种类的测试项就能够完成测试，如果种类不同则需要分别选择终端A和终端B通道的测试项数量；其次调用按照接口 I⑶配置而生成的多通道测试用例；然后将这些测试用例按照测试顺序事件性或周期性通过AFDX总线终端A和终端B通道向被测试设备发送，同时收取这些通道中被测试设备的回传测试结果，完成多通道自动检测。
[0060]c)混合通道测试过程:
[0061]混合通道的测试方法需要对多个AFDX仿真卡的多个终端通道进行设置。本发明以两个AFDX仿真卡为例，首先分别配置第一块仿真卡的终端A和终端B通道的测试项种类与数量，然后再配置第二块仿真卡的终端A和终端B通道的测试项种类与数量；由于是选择混合通道，相邻通道的种类都不相同，需要分别选择每一个测试通道的测试项种类与数量；其次分别调用按照接口 I⑶配置而生成的每个测试通道的测试用例；然后将这些测试用例按照不同的测试通道进行排序，事件性或周期性通过多个混合通道向被测试设备发送，同时收取这些通道中被测试设备的回传测试结果，完成混合通道自动检测。
[0062]5)生成测试报告；
[0063]通过调用不用的软件模块实现对被测试设备的自动测试后，接收到一种或多种通道的回传测试数据，通过将这些数据进行样本比对或有效性判断，从而得出最终的测试结果。按照不同的被测试设备的测试性是否通过而生成最终的测试报告。
[0064]本技术可以应用到多个航电设备综合测试系统中，可以最大限度的节省对多个航电设备测试的灵活度和复杂度。
[0065]以上所述的一种基于混合通道的AFDX总线检测技术方法，并不构成对本技术保护范围的限定。任何在本技术的新型的精神和原则之内所作的修改等同替换和改进等，均应包含在本技术新型的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于混合通道的AFDX总线检测方法，其特征在于包括下述步骤: 1)明确被测设备的型号，统计被测设备的AFDX物理通道数量； 2)根据每个AFDX物理通道的接口I⑶配置，依据AFDX仿真卡的数量自动生成同样数量的AFDX配置表文件，一块AFDX仿真卡对应配置一张AFDX配置表；按照AFDX链路接口的数据内容，编辑每I个AFDX终端的端口 I和端口 2的虚拟链路号、源端口号、目的端口号、UDP端口号和MTU，生成配置表文件； 3)根据AFDX配置表分别调用AFDX仿真卡驱动程序封装的API函数，分别打开每个物理仿真卡的AFDX终端端口 ； 4)根据不同航空电子设备的测试需求，对AFDX总线物理通道的测试选项进行选择，包括单通道、多通道和混合通道选择；每种通道的测试过程如下: a)单通道测试过程:完成I个AFDX仿真卡的I个终端通道设置，首先选择该通道的测试项数量，其次调用按照接口 I⑶配置而生成的单通道测试用例；然后将这些测试用例进行排序，事件性或周期性通过AFDX总线单通道向被测试设备发送，同时收取被测试设备的回传测试结果； b)多通道测试过程:对I个AFDX仿真卡的2个终端通道进行设置，首先分别选择终端A和终端B通道的测试项种类与数量，如果终端A和终端B通道的种类相同，使用同一种类的测试项就能够完成测试，如果种类不同则需要分别选择终端A和终端B通道的测试项数量；其次调用按照接口 I⑶配置而生成的多通道测试用例；然后将这些测试用例按照测试顺序事件性或周期性通过AFDX总线终端A和终端B通道向被测试设备发送，同时收取这些通道中被测试设备的回传测试结果； c)混合通道测试过程:对多个AFDX仿真卡的多个终端通道进行设置，分别配置每一块仿真卡的每一个终端通道的测试项种类与数量，分别调用按照接口 ICD配置而生成的每个测试通道的测试用例；然后将这些测试用例按照不同的测试通道进行排序，事件性或周期性通过多个混合通道向被测试设备发送，同时收取这些通道中被测试设备的回传测试结果; 5)将接收到的一种或多种通道的回传测试数据进行样本比对或有效性判断，得出最终的测试结果，生成最终的测试报告。
【文档编号】G06F11/36GK104394029SQ201410626293
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】李健, 李元玫, 刘江庭 申请人:中国电子科技集团公司第二十研究所