韩应都
摘 要： 适用性、灵活性和可扩展性是柔性测试技术中的三大特性，测试平台通过光纤内存反射网络并行控制和管理各子单元，既可以根据当前型号的测试任务灵活配置各子单元，适用于当前型号的测试任务，也可以根据未来型号新的测试任务增加新子单元，适用于未来型号的测试任务，使三大特性发挥的淋漓尽致。
关键词： 柔性测试技术； 光纤内存反射网； 测控平台； VMIC反射内存网络
中图分类号： TN911.7?34； TJ760.6 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）13?0033?03
Design of test and air?to?air missile auto?control platform
based on flexible testing technology
HAN Ying?du
（China Airborne Missile Academy， Luoyang 471099， China）
Abstract： Flexible testing technology has the three characters of applicability， flexibility and extensibility. The testing platform carries out parallel control and management of every sub?unit through the reflective memory network. It can allocate every sub?unit according to the task to test all the available air?to?air missiles， and also can add new sub?unit according to the task to test the future air?to?air missiles. It has made full use of the three characters of flexible testing technology.
Keywords： flexible testing technology； fiber reflective memory network； test and control platform； VMIC reflective memory network
0 引 言
柔性测试技术是泛华测控于2007年11月提出的一种全新的理念，以测试测量系统的整体功能及性能为关注对象，对满足测试测量系统需求的方法和手段进行研究及开发的技术。其优势在于它更趋近于测试测量的最终解决方案，核心技术是虚拟仪器技术、测试测量技术、机电一体化技术、软件技术、通信及网络技术，关键技术为总线技术、仪器互换技术、可重配置技术。
柔性测试系统是一种能够快速和准确响应测试需求变化而构建的自动测试系统，能够根据测试任务的需求和测试环境的变化，快速改变系统的组织模式、硬件与软件结构、以迅速调节测试功能来适应新任务和新环境的自动测试系统。精确性、可靠性、适用性、灵活性、拓展性为柔性测试系统所追求的目标。
柔性测试技术是测试理念的一种转变，它不是针对某一个或一类具体的测试对象来具体构建通用型的测试系统，而是根据测试要求和测量对象，从应用出发来规划完整的测试平台，将测试测量解决方案或系统的实现作为一个整体来考虑，通过分析测试需求，站在全局的高度来构建整个测试系统，为各种测试测量需求提供完整的解决方案[1?2]。
1 测试平台总体设计思想
测控平台面向国内所有在研型号以及今后5～10年的空空导弹，负责整个测试任务的总体调度、控制和管理， 具有快速改变系统的组织模式、以迅速调节测试功能来适应新任务和新环境的自动测试能力，即根据不同的子单元配置，构建具有不同功能的测试平台，体现了柔性测试技术中适用性、灵活性和扩展性三个特性。
测控平台通过光纤网络向各子单元发出指令，并且根据测试的具体要求从各子单元获取最新的处理信息，实现对各子单元的闭环控制和管理，完成空空导弹的测试。
通过光纤反射内存网与测控平台连接的子单元主要有测控单元、目标及干扰单元、导弹模拟发射单元、引战测试单元、导弹姿态控制单元（三轴转台）、数据采集、分析及评估单元等，当然根据未来型号的需要，还可以无限制的增加其他子单元[3?4]。整个测控系统原理图如图1所示。
图1 测试平台原理图
2 测控平台硬件设计
测控平台硬件主要由主控计算机和光纤网络组成。下面主要介绍光纤反射内存网络设计。
2.1 VMIC反射内存网络
VMIC反射内存网络允许计算机、工作站、PLC，还有其他使用不同操作系统或无操作系统的嵌入式控制器通过VMIC内存反射设备实时地分享数据。反射内存网概念如图2所示，对于本地节点、映像内存模板以共享内存的方式出现，可以使用包括应用软件自身在内的各级软件来读写数据。写入一个节点的内存的数据可以通过网络硬件传输到其他所有的节点，并且在这些节点的内存中的储存地址都相同，数据传输过程不涉及任何节点的处理器，网络中所有的节点都存有共享数据的本地拷贝以便可以即时访问。
图2 虚拟反射内存网
2.1.1 反射内存网卡
选用GE公司的VMIC?5565系列反射内存网卡，具有PCI、PMC、VME等多种总线连接方式，通过转接套卡，还可以接入CPCI、PXI、PC104等总线系统中。其映像内存最多可以允许256个独立系统（节点）之间的数据共享，速率最高可达174 MB/s。每个映像内存具有64 MB或128 MB的板上SDRAM，通过一个高速光纤数据通道广播到其他映像内存节点，同时数据传输软件透明，不需I/O开销，支持实时中断实时广播。它还具有连接仲裁、中断传输、PCI启动器/DMA功能、错误管理、防止数据丢失的保护措施、冗余传输模式、网络监视等特性。
2.1.2 反射内存网集线器
选用VMIACC?5595?208型号网络集线器，具有8个接口，采用级联方式可扩展接口数。
2.2 VMIC反射内存网拓扑结构设计
VMIC反射内存网有两种拓扑结构，分别为环形网络拓扑与星形网络拓扑。
环形网络的每台计算机都可以访问光纤反射内存网的共享内存，实现相互通信，并具有很高的通信速率。但环形网络存在一定隐患，当网络中某一节点出现故障或某一节点未上电时，光纤环在此点发生断路，整个系统都无法正常工作。
星形网络的核心部件是VMIC集线器，它有8个接口，即一台集线器最多可以连接8台计算机。当网络中计算机的数量超过8台时，集线器可以通过级联的方式进行扩展。集线器的内部实际上也是环形拓扑结构，它能够完成信息自动转发功能，且不损失信号，尤其是其内置了旁路开关，能够在系统中某些机器出现故障或者掉电（包括未开机）的情况下自动跳过这些不连贯的节点而保证网络系统的正常运行[5?7]。这样，网络中的计算机可以不受故障机器的影响访问光纤反射内存网的共享内存，实现相互间的数据通信。因此本系统设计采用星形结构，来构造光纤反射内存网。
3 测试平台软件设计
3.1 测控软件的层次模型
测控单元通过VMIC内存反射网络与实际执行测试任务的各子单元进行连接，形成多机共享存储器以及Client（总控单元）/Server（受控子单元）结构的网络通信机制与控制模式。
整个测控单元的界面层次软件分别运行于各子单元中，共用同一个通信层的软件底层，协同完成测试的全过程。基于VMIC内存反射网的共享存储模型将系统间的通信简化到了如同访问本地内存的层次上，因此网络通信的关键就变成了如何制定一套各个计算机之间都可以相互理解的存储模型，使得任何计算机都可以便捷地了解当前系统中所有可能利用的信息[8?10]。
不难发现，系统中的所有计算机实际上处于同等地位，是一种典型的共享内存的集群。当然，这种相互之间内存的共享是有限制的共享，本机只允许修改分配给本机共享内存空间而不具有修改其余计算机共享内存空间的权限。这种非平面式的内存共享实际上非常自然地实现了不同计算机执行不同权限操作的要求。
3.2 网络通信协议
根据各子单元的功能特性、数据类型及数据量制订通信协议，常规的方法是根据任务需求分别设计结构体数据类型，可以包括控制指令、控制量和状态数据等，为避免反射内存网上无效的初始值对控制过程造成影响，还需要增加一些节点状态识别信息。下面以测控平台与导弹姿态控制子单元的通信为例，简要说明协议数据类型，如图3所示。
图3 姿态控制子单元通信协议
构造一个混合数据类型的结构体，测控平台和姿态控制子单元各负责其中部分缓冲区的数据更新。活动计数表示姿态控制子单元已启动，且工作正常，典型的方法是每隔50 ms增加计数值；状态信息用于表示姿态控制子单元的当前状态，一般按位或位组进行组合，构造成无符号整数，表示诸如自检状态、运动方式、达位标记等信息；数据类型剩余部分用于表示姿态控制子单元的位置参数和运动参数等。
测控平台每下达一个新的指令，指令更新就增加计数，用以提醒姿态控制子单元响应指令，具体指令参数由后续数据区的数值给出。
3.3 测控软件流程
测控平台在时间上并行控制和管理各子单元，然后根据导弹测试时序，依次完成导弹各种性能测试，具体软件工作流程如图4所示。
4 结 语
测控平台通过光纤内存反射网络并行控制和管理各子单元，极大地体现了柔性测试技术中灵活性和可扩展性的优点。即可以根据当前在研型号的测试任务灵活配置各子单元，也可以根据未来型号新的测试任务无限制增加子单元（只要不超过内存反射网的节点、传输速度等限制），所以，测控平台覆盖了当前国内所有在研型号以及今后5～10年空空导弹的测试任务，具有极大的应用价值。
图4 测控平台软件流程图
参考文献
[1] 沈向东.柔性制造技术[M].北京：机械工业出版社，2013.
[2] 樊会涛，杨晨，周颐，等.空空导弹系统试验与鉴定[M].北京：国防工业出版社，2007.
[3] 窦赛，陈国顺，贾彪.柔性测试技术在复杂装备测试中的应用[J].现代电子技术，2011，34（9）：141?144.
[4] 边泽强，孟晓风.开放式柔性测试系统及关键技术[J].电子测试，2007（11）：36?39.
[5] 顾颖彦.反射内存网实时通信技术的研究[J].计算机工程，2002，28（7）：143?144.
[6] 孙晖，徐林，杨乾远.基于反射内存的计算机实时通信网络[J].广西通信技术，2008（2）：29?30.
[7] 贾晓洪，梁晓庚，唐硕.红外空空导弹制导控制系统动态测试技术研究[J].系统仿真学报，2004（2）：50?53.
[8] 夏锐，肖明清.空空导弹并行测试平台设计[J].弹箭与制导学报，2005（2）：21?24.
[9] 马艳，叶玮.分布式导弹测试系统[J].现代电子技术，2012，35（21）：41?44.
[10] 王志，吴红芳.导弹测试系统中的高速数据传输技术研究[J]，现代电子技术，2011，34（9）：18?20.
2.1.2 反射内存网集线器
选用VMIACC?5595?208型号网络集线器，具有8个接口，采用级联方式可扩展接口数。
2.2 VMIC反射内存网拓扑结构设计
VMIC反射内存网有两种拓扑结构，分别为环形网络拓扑与星形网络拓扑。
环形网络的每台计算机都可以访问光纤反射内存网的共享内存，实现相互通信，并具有很高的通信速率。但环形网络存在一定隐患，当网络中某一节点出现故障或某一节点未上电时，光纤环在此点发生断路，整个系统都无法正常工作。
星形网络的核心部件是VMIC集线器，它有8个接口，即一台集线器最多可以连接8台计算机。当网络中计算机的数量超过8台时，集线器可以通过级联的方式进行扩展。集线器的内部实际上也是环形拓扑结构，它能够完成信息自动转发功能，且不损失信号，尤其是其内置了旁路开关，能够在系统中某些机器出现故障或者掉电（包括未开机）的情况下自动跳过这些不连贯的节点而保证网络系统的正常运行[5?7]。这样，网络中的计算机可以不受故障机器的影响访问光纤反射内存网的共享内存，实现相互间的数据通信。因此本系统设计采用星形结构，来构造光纤反射内存网。
3 测试平台软件设计
3.1 测控软件的层次模型
测控单元通过VMIC内存反射网络与实际执行测试任务的各子单元进行连接，形成多机共享存储器以及Client（总控单元）/Server（受控子单元）结构的网络通信机制与控制模式。
整个测控单元的界面层次软件分别运行于各子单元中，共用同一个通信层的软件底层，协同完成测试的全过程。基于VMIC内存反射网的共享存储模型将系统间的通信简化到了如同访问本地内存的层次上，因此网络通信的关键就变成了如何制定一套各个计算机之间都可以相互理解的存储模型，使得任何计算机都可以便捷地了解当前系统中所有可能利用的信息[8?10]。
不难发现，系统中的所有计算机实际上处于同等地位，是一种典型的共享内存的集群。当然，这种相互之间内存的共享是有限制的共享，本机只允许修改分配给本机共享内存空间而不具有修改其余计算机共享内存空间的权限。这种非平面式的内存共享实际上非常自然地实现了不同计算机执行不同权限操作的要求。
3.2 网络通信协议
根据各子单元的功能特性、数据类型及数据量制订通信协议，常规的方法是根据任务需求分别设计结构体数据类型，可以包括控制指令、控制量和状态数据等，为避免反射内存网上无效的初始值对控制过程造成影响，还需要增加一些节点状态识别信息。下面以测控平台与导弹姿态控制子单元的通信为例，简要说明协议数据类型，如图3所示。
图3 姿态控制子单元通信协议
构造一个混合数据类型的结构体，测控平台和姿态控制子单元各负责其中部分缓冲区的数据更新。活动计数表示姿态控制子单元已启动，且工作正常，典型的方法是每隔50 ms增加计数值；状态信息用于表示姿态控制子单元的当前状态，一般按位或位组进行组合，构造成无符号整数，表示诸如自检状态、运动方式、达位标记等信息；数据类型剩余部分用于表示姿态控制子单元的位置参数和运动参数等。
测控平台每下达一个新的指令，指令更新就增加计数，用以提醒姿态控制子单元响应指令，具体指令参数由后续数据区的数值给出。
3.3 测控软件流程
测控平台在时间上并行控制和管理各子单元，然后根据导弹测试时序，依次完成导弹各种性能测试，具体软件工作流程如图4所示。
4 结 语
测控平台通过光纤内存反射网络并行控制和管理各子单元，极大地体现了柔性测试技术中灵活性和可扩展性的优点。即可以根据当前在研型号的测试任务灵活配置各子单元，也可以根据未来型号新的测试任务无限制增加子单元（只要不超过内存反射网的节点、传输速度等限制），所以，测控平台覆盖了当前国内所有在研型号以及今后5～10年空空导弹的测试任务，具有极大的应用价值。
图4 测控平台软件流程图
参考文献
[1] 沈向东.柔性制造技术[M].北京：机械工业出版社，2013.
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[4] 边泽强，孟晓风.开放式柔性测试系统及关键技术[J].电子测试，2007（11）：36?39.
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[8] 夏锐，肖明清.空空导弹并行测试平台设计[J].弹箭与制导学报，2005（2）：21?24.
[9] 马艳，叶玮.分布式导弹测试系统[J].现代电子技术，2012，35（21）：41?44.
[10] 王志，吴红芳.导弹测试系统中的高速数据传输技术研究[J]，现代电子技术，2011，34（9）：18?20.
2.1.2 反射内存网集线器
选用VMIACC?5595?208型号网络集线器，具有8个接口，采用级联方式可扩展接口数。
2.2 VMIC反射内存网拓扑结构设计
VMIC反射内存网有两种拓扑结构，分别为环形网络拓扑与星形网络拓扑。
环形网络的每台计算机都可以访问光纤反射内存网的共享内存，实现相互通信，并具有很高的通信速率。但环形网络存在一定隐患，当网络中某一节点出现故障或某一节点未上电时，光纤环在此点发生断路，整个系统都无法正常工作。
星形网络的核心部件是VMIC集线器，它有8个接口，即一台集线器最多可以连接8台计算机。当网络中计算机的数量超过8台时，集线器可以通过级联的方式进行扩展。集线器的内部实际上也是环形拓扑结构，它能够完成信息自动转发功能，且不损失信号，尤其是其内置了旁路开关，能够在系统中某些机器出现故障或者掉电（包括未开机）的情况下自动跳过这些不连贯的节点而保证网络系统的正常运行[5?7]。这样，网络中的计算机可以不受故障机器的影响访问光纤反射内存网的共享内存，实现相互间的数据通信。因此本系统设计采用星形结构，来构造光纤反射内存网。
3 测试平台软件设计
3.1 测控软件的层次模型
测控单元通过VMIC内存反射网络与实际执行测试任务的各子单元进行连接，形成多机共享存储器以及Client（总控单元）/Server（受控子单元）结构的网络通信机制与控制模式。
整个测控单元的界面层次软件分别运行于各子单元中，共用同一个通信层的软件底层，协同完成测试的全过程。基于VMIC内存反射网的共享存储模型将系统间的通信简化到了如同访问本地内存的层次上，因此网络通信的关键就变成了如何制定一套各个计算机之间都可以相互理解的存储模型，使得任何计算机都可以便捷地了解当前系统中所有可能利用的信息[8?10]。
不难发现，系统中的所有计算机实际上处于同等地位，是一种典型的共享内存的集群。当然，这种相互之间内存的共享是有限制的共享，本机只允许修改分配给本机共享内存空间而不具有修改其余计算机共享内存空间的权限。这种非平面式的内存共享实际上非常自然地实现了不同计算机执行不同权限操作的要求。
3.2 网络通信协议
根据各子单元的功能特性、数据类型及数据量制订通信协议，常规的方法是根据任务需求分别设计结构体数据类型，可以包括控制指令、控制量和状态数据等，为避免反射内存网上无效的初始值对控制过程造成影响，还需要增加一些节点状态识别信息。下面以测控平台与导弹姿态控制子单元的通信为例，简要说明协议数据类型，如图3所示。
图3 姿态控制子单元通信协议
构造一个混合数据类型的结构体，测控平台和姿态控制子单元各负责其中部分缓冲区的数据更新。活动计数表示姿态控制子单元已启动，且工作正常，典型的方法是每隔50 ms增加计数值；状态信息用于表示姿态控制子单元的当前状态，一般按位或位组进行组合，构造成无符号整数，表示诸如自检状态、运动方式、达位标记等信息；数据类型剩余部分用于表示姿态控制子单元的位置参数和运动参数等。
测控平台每下达一个新的指令，指令更新就增加计数，用以提醒姿态控制子单元响应指令，具体指令参数由后续数据区的数值给出。
3.3 测控软件流程
测控平台在时间上并行控制和管理各子单元，然后根据导弹测试时序，依次完成导弹各种性能测试，具体软件工作流程如图4所示。
4 结 语
测控平台通过光纤内存反射网络并行控制和管理各子单元，极大地体现了柔性测试技术中灵活性和可扩展性的优点。即可以根据当前在研型号的测试任务灵活配置各子单元，也可以根据未来型号新的测试任务无限制增加子单元（只要不超过内存反射网的节点、传输速度等限制），所以，测控平台覆盖了当前国内所有在研型号以及今后5～10年空空导弹的测试任务，具有极大的应用价值。
图4 测控平台软件流程图
参考文献
[1] 沈向东.柔性制造技术[M].北京：机械工业出版社，2013.
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[4] 边泽强，孟晓风.开放式柔性测试系统及关键技术[J].电子测试，2007（11）：36?39.
[5] 顾颖彦.反射内存网实时通信技术的研究[J].计算机工程，2002，28（7）：143?144.
[6] 孙晖，徐林，杨乾远.基于反射内存的计算机实时通信网络[J].广西通信技术，2008（2）：29?30.
[7] 贾晓洪，梁晓庚，唐硕.红外空空导弹制导控制系统动态测试技术研究[J].系统仿真学报，2004（2）：50?53.
[8] 夏锐，肖明清.空空导弹并行测试平台设计[J].弹箭与制导学报，2005（2）：21?24.
[9] 马艳，叶玮.分布式导弹测试系统[J].现代电子技术，2012，35（21）：41?44.
[10] 王志，吴红芳.导弹测试系统中的高速数据传输技术研究[J]，现代电子技术，2011，34（9）：18?20.
