基于1750CPU的星载软件测试平台的开发及应用

论文摘要

星载计算机是卫星的重要组成部分,确保卫星正常完成各项功能,满足指向精度、稳定度及卫星性能指标;随着航天科技的发展,我国卫星实现的功能逐年增强,星载计算机软件所占比重也逐年增加,越来越多的以往由硬件实现的功能现在由软件实现;软件的可靠性及健壮性直接关系到整星可靠性及卫星寿命。随着测试项目的增多,测试要求的提高,以往曾建立的星载软件仿真测试平台无法完全满足要求,为了使性能、强度、安全性等方面的测试更有效,硬件故障的仿真更真实,提出建立基于hardware-in-the-loop的主要面对m1750CPU的星载软件测试平台。本文首先介绍基于hardware-in-the-loop测试平台建构方法在国内外的发展现状,对此建构方法原理与实现方法进行概要描述;然后详细对本项目的需求分析、平台的方案设计、平台的软硬件设计等内容进行介绍,对使用的关键技术及原理进行重点介绍。本系统采用的测试工具ADS2（Avionics Development System-2ndGeneration）是一种专门为航空航天应用程序的测试、综合和任务确认而设计的一款实时测试和仿真环境,是基于hardware-in-the-loop仿真的软件验证设备。ADS2综合系统测试设备针对传统的方法提出了很多集成方案,在通常的用户接口下,可以进行数据分析、仿真、激励,这些典型的I/O接口类型是:ARINC429,ARINC629,MIL-STD-1553A/B,串行总线RS 232/422/423/485,CAN总线、Synchro+Resolver I/O、LVDT+RVDT I/O、IRIG时间异步、数字I/O和模拟I/O。它采用通用的工业标准为基础的分布式的实时系统,本文详细介绍其实现原理及应用实例。本文将介绍结构与性能测试工具Systemverify,该测试工具实现在线的程序运行覆盖率与性能信息的采集与统计,本文介绍该工具在本系统中的应用及产生的效果。本文对采用ADS2实时仿真工具实现的测试系统进行讲解,包括框架的设计,介绍了硬件接口的仿真、软硬件接口的仿真,重点介绍在系统实现过程中的难点和关键点。该平台目前已实现对多个软件的动态仿真测试,完成软件的功能、性能、安全性、强度等确认测试内容。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 嵌入式软件测试
• 1.2 构建卫星星载软件测试平台的必要性
• 1.3 平台研制背景及目的
• 1.4 论文的组织结构
• 第2章 被测系统仿真需求
• 2.1 概述
• 2.2 被测系统软硬件环境
• 2.2.1 输入/输出接口仿真需求
• 2.2.2 中断仿真需求
• 2.2.3 被测软件实现功能要点
• 2.2.4 平台仿真要点
• 第3章 仿真测试平台方案
• 3.1 平台方案选择
• 3.1.1 全数字仿真平台
• 3.1.2 基于真实被测目标机的半物理仿真平台（真实接口）
• 3.1.3 全物理仿真平台
• 3.2 平台方案
• 3.2.1 半物理仿真工具ADS2简介
• 3.2.2 平台基本方案
• 第4章 平台系统组成及设计实现
• 4.1 系统总体设计
• 4.2 平台系统软件组成
• 4.2.1 平台仿真软件
• 4.2.2 ADS2系统软件
• 4.2.3 遥控注入软件
• 4.2.4 遥测接收软件
• 4.3 软件需求
• 4.3.1 平台仿真软件任务要求
• 4.3.2 平台仿真软件性能需求
• 4.3.3 平台仿真软件接口需求
• 4.3.4 遥控注入软件任务要求
• 4.3.5 平台仿真软件性能要求
• 4.3.6 平台仿真软件接口要求
• 4.3.7 遥测接收软件任务要求
• 4.3.8 遥测接收软件接口要求
• 4.4 软件设计
• 4.4.1 平台仿真软件设计描述
• 4.4.2 遥控注入软件设计描述
• 4.4.3 遥测接收软件设计描述
• 4.5 硬件需求
• 4.5.1 遥控注入PCM卡硬件设计要求
• 4.5.2 与TCU的四线制接口硬件设计要求
• 4.5.3 遥测接收DPSK卡硬件要求
• 4.5.4 电缆设计要求
• 4.5 数管仿真测试平台工作原理
• 4.6 数管仿真测试平台功能
• 4.7 闭环仿真测试平台验证方法
• 第5章 关键技术点
• 5.1 ADS2设计背景
• 5.2 ADS2组件
• 5.3 CVT原理与应用
• 5.4 与用户的连接
• 第6章 应用效果
• 6.1 概述
• 6.2 实例1
• 6.3 实例2
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果