民用飛機ARINC661仿真和監控試驗臺研究

李回寶

（中國商飛上海飛機設計研究院 國家重點試驗室，上海201210）

隨著大型民用客機快速發展，飛機系統功能更加復雜和繁多，高度集成的顯示系統逐漸放棄了儀表的使用，采用以ARINC661通信標準新一代通信架構[1-2]，該架構建立于顯示器（DS）與成員系統應用（UA）間。在飛行過程中，飛行員需依靠顯示系統獲取飛機狀態信息，再進行決策和飛行操控，因而在設計研發過程中對巨大的數據流和復雜的交互功能測試的時速性和準確性提出要求。本文對基于ARINC661規范的顯示系統進行分析，建立ARINC661系統測試架構，進行了ARINC661測試驗證平臺的設計。試驗臺具備良好的擴展能力，提高了測試的效率和準確度。

1 ARINC661仿真和監控試驗臺功能設計

ARINC661試驗臺能進行鏈路切換、信號流分配、模擬多場景異常情況測試，試驗臺具有以下幾個主要功能：

（1）基于ARINC661規范，對數據流的仿真功能：為了驗證系統通信規范及異常傳輸響應機制，可以仿真滿足ARINC661規范數據包并發送給UA或DS。

（2）基于ARINC661規范，對數據流的監控功能：監控ARINC661數據，判斷信號傳輸狀態，按DF定義解析信號，解讀指令。

（3）基于預測場景配置通道并進行自動測試功能。

綜上，ARINC661仿真和監控試驗臺各個功能模塊共同協作，對設備進行激勵、響應、采集、校驗、比較，生成測試報告，完成閉環測試，架構圖編輯如圖1所示。

圖1 測試臺架構圖

2 DF解析與信息讀取

DF是一個數據文件，加載到顯示器中，基于ARINC661格式，定義每個UA在顯示器對應的圖層、控件、字符串及相關交互操作指令，定義每項的各種屬性，DF文件結構嚴格遵循ARINC661文件格式[3-4]，按照LAYER、WIDGET、PARAMETER分層級定義。圖2是UA與顯示系統傳輸的一個數據塊格式[1]。

圖2 ARINC661數據塊結構

DF文件在生成時進行測試和驗證[5]，能保證DF結構準確，試驗臺的配置文件是由DF文件轉換生成，因而可以保證試驗臺對數據的解析與激勵正確，保證測試結果有效。

試驗臺在對采集的ARINC661數據進行解析時，將數據載荷的十六進制碼分層解析出對應信號名、參數名及通信狀態等信息，直觀解讀顯示系統圖形信息所對應的總線數據；配置文件將系統組件（WIDGET、PLINE、PARAMETER、REQUIRE）關聯至ARINC661數據編碼[6]，完成系統組件選取后，試驗臺可自動完成完整ARINC661數據包構建和生成，最終通過板卡激勵發送給UA或DS。

3 多顯示多UA測試配置

試驗臺具備多應用和多顯示器場景配置功能，對所有的UA單元和DS單元接口進行定義，完成信號傳輸鏈路分配和進行相應DF數據文件綁定。其測試架構配置如圖3所示。

圖3 試驗臺多場景配置

各測試接口均為一個獨立的單元，具備切換仿真和真件設備的功能，可以進行多個UA和DS設備的接入或通過仿真激勵接入。

（1）在圖3（a）場景中，各UA和各DS均可建立通信，可實現全系統中各個單元全覆蓋通信，實現全節點數據采集。

（2）在圖3（b）場景中，部分UA和部分DS可切至仿真激勵狀態，實現對其他設備發送激勵數據，同時采集監控試驗件響應數據。

（3）在圖3（c）場景中，各UA和各DS間的通道相互獨立，互不干涉，可進行單獨配置。

（4）在圖3（d）場景中，可以同時配置多個系統進行測試，每個測試系統可進行單獨測試和單獨管理，提升試驗臺的利用率和增加使用的多樣性。

4 自動測試流程

自動測試用例包含設置信息和比對數據兩部分。測試用例執行時，首先，通過調用DF數據庫生成數據包，激勵并發送到網絡；其次，捕獲顯示器（DS）或應用（UA）響應數據，通過調用DF數據庫解析并提取數據信息[7]，與測試判據比對，一致判定為通過，不一致則判定為失敗，形成記錄并跳轉下一條測試用例；最后完成測試，生成測試報告。測試流程如圖4所示。

5 結論

ARINC661仿真和監控試驗臺，集數據激勵與數據采集解析一體，可以進行多種異常數據激勵，及對響應數據的采集，可以進行ARINC661系統多場景的功能和性能的測試，通過自動化測試程序生成，可減少試驗人員的操作強度，降低人力成本，并且數據解析和自動測試用例生成均依據ARINC661規范及系統DF文件進行，保證數據準確和測試有效性。同時試驗臺DF和其他通道設置等配置文件可靈活配置，實現多顯示器（DS）多應用（UA）集成測試，滿足多種測試需求，極大提高試驗臺利用率，具備承擔基于ARINC661規范的相關系統測試能力。