飛機網絡配置自動化測試方法研究

摘 要：現代民用飛機多用ARINC664總線構建核心數據網絡，并配置數據轉換單元將傳統的非664系統接入數據網絡。隨著網絡規模的擴大，網絡的配置也成為航空電子系統設計的一個重要環節。文章介紹了基于ICD信息的自動化測試方法，在試驗室試驗階段通過自動化測試手段覆蓋網絡的所有參數，檢查網絡的配置狀態。

關鍵詞：ARINC664；ICD；自動化；航電數據網絡

1 航空數據網絡簡介

目前大型民用客機普遍采用綜合模塊化（IMA）的航電系統，以ARINC664（又稱AFDX[1]）作為航電系統甚至飛機級的核心網絡（ADN）。屬于航電系統的通信網絡已經不再只服務于航電系統自身或航電系統與其他系統的通信，非航電系統間的數據交互也會經過該數據網絡路由，以此大規模的減少各系統間的通信線纜。由此也提升了網絡的規模和復雜度。同時，部分系統的控制器還保留了傳統的通信接口（ARINC429，ARINC825等），這部分數據需要被打包成ARINC664報文后才能進入核心網絡。文章旨在研究一種自動化的測試方法驗證網絡的配置。

2 測試環境描述

被測對象為飛機交換機和數據轉換單元構成的飛機數據核心網絡，加載真實配置文件，為真實的飛機網絡構型。測試系統由飛機系統接口仿真模塊、總控節點、仿真數據網絡以及支持測試的相關軟件構成。

端系統接口仿真模塊通過加載從各系統的ICD（Interface Control Document）提取的配置信息，模擬對應系統的接口通信功能：

（1）物理層配置支持相應數據協議的板卡。

（2）鏈路層根據ICD信息配置接口信息，總線速率、664端系統[2]還涉及的VL號、BAG、ComPort等。

（3）應用層顯示ICD數據的打/解包。

所有的仿真模塊都掛接在仿真數據網絡內，試驗總控節點通過仿真數據網絡實現對各仿真模塊的監控和數據交互。

3 測試策略

測試的顆粒度為單個參數。從飛機的ICD信息中識別參數的源端設備和目的端設備，構建源-目的鏈接。一個源端參數可能存在多個訂閱者，且可能是不同端口類型（ARINC664，ARINC429等）的系統，所以存在多條源-目的鏈接信息。為了便于統一處理，單個參數的單個源-目的鏈接作為一個測試項，所以單個參數可能存在多個測試項。

3.1 輸入

ICD數據。通常由XML的形式組織管理飛機的ICD數據。從ICD數據中提取必要的信息配置端系統接口仿真器。另一方面，依據測試用例，由ICD數據自動生成測試腳本。腳本可全自動地執行數據激勵、接收、比對，最終生成測試報告。

3.2 測試用例

總體而言，從接收參數出發，識別出發送/接收關系后，由模擬源端設備的仿真器發送設定的數據，在模擬目的端設備的仿真器接收數據，然后判斷是否接收到數據、接收的參數值是否與發送值一致。

具體而言，民用機型中常用的數據格式有ARINC664、ARINC429、ARINC825、離散量和模擬量（民用機型較少涉及1553）。不同的信號格式，在實際的激勵、接收和處理的過程中稍有不同，664數據需要設置狀態字，429需要設置正確的SDI和SSM等。

3.3 測試程序實現

飛機ICD信息以結構化的形式進行組織管理，包含數據發布者和訂閱者的鏈接關系、端系統配置信息、664網絡路由信息；各類格式數據與ARINC664之間的打解包過程遵守統一的規則。可以由程序生成測試腳本實現自動化測試。

通過程序遍歷整個ICD數據庫的所有接收參數，通過數據發布/訂閱的鏈接關系，搜索到源端參數，獲取所有必要的信息以此自動生成測試腳本。測試腳本通過數據網絡激勵源端接口仿真器發送數據并讀取目的端接口仿真器接收到的數據，依據網絡的傳輸規則，比較發送和接收參數值，判斷測試結果并自動生成測試報告。

4 結束語

面對大規模的飛機數據網絡，該自動化測試手段不但能保證測試覆蓋全網數據，同時減少了試驗人力資源的投入、提升試驗效率以及結果的可靠性。

參考文獻

[1]陳芳芳.AFDX交換機測試系統的原理及方法[J].國外電子測量技術，2009，28（6）：79-82.

[2]田靖，天澤.AFDX-ES Soc虛擬仿真平臺的構建與應用[J].計算機技術與發展，2010，20（8）：192-194.

作者簡介：鄭凱（1985-），男，浙江，學歷：碩士，工作單位：上海飛機設計研究院，職稱：工程師，研究方向：航電系統集成驗證。