航空机载软件交互式通信节点时延测试工具制造技术

本发明专利技术公开一种航空机载软件交互式通信节点时延测试工具，时延测试效率高，测试准确性可靠。本发明专利技术通过下述技术方案实现：测试参数通过通信接口测试交互界面输入所述通信窗口，用户输入被测件通信节点的参数后，自动生成通信节点时延；数据处理模块1对机载软件不同测试需求通信节点时延测试建立相应的测试模型,数据处理模块2进一步建立通信节点时延测试需求的追踪关系模型，生成测试用例；被测通信节点的测试数据通过总线中断机制窗口发送通信节点测试数据包，数据处理模块2根据收到的响应数以及丢失的数据包数，对收到的测试指令进行解析，控制传输延迟时间，自动生成被测通信节点间的时延测试结果，将接口通信测试结果回传至软件交互界面。结果回传至软件交互界面。结果回传至软件交互界面。

【技术实现步骤摘要】
航空机载软件交互式通信节点时延测试工具


[0001]本专利技术涉及航空领域机载软件的性能测试，主要涉及一种主要应用于航空机载软件测试通信节点时延性能测试技术，尤其是基于交互式的航空机载软件通信节点时延性能测试工具。

技术介绍

[0002]随着飞机飞控系统、航空电子系统、机载电子设备的快速发展，航空电子全双工交换以太网(AFDX)已成为先进的民用飞机航电系统的通信主干网。AFDX端系统(ES)是AFDX网络的重要组成部分。机载软件在航空领域有着越来越广泛的应用，但航空机载软件的安全性问题也日趋严重，对航空机载AFDX网络终端软件的性能要求也越来越高。测试用例设计是软件测试的关键技术。在航空领域机载设备的计算机软件简称机载软件。机载设备是一种嵌入式系统，当它在工作时，不可能与其中的软件进行交互操作。航空机载软件主要包括飞机上的信息管理和指令控制系统，以及上述系统的依托平台(如嵌入式实时0s)等。航空机载软件对于可靠性和安全性要求极高，并且结构复杂、代码量大，需要对其进行非常严格的专门性测试。软件测试不仅是为了发现软件中错误，更重要的是验证软件需求是否被实现，并为用户提供一个可靠的软件置信度。在自动化程度越来越高的民航领域中，类似MCAS这样的机载软件安全性对航空器的重要程度也越来越高。然而，由于机载软件的特殊性，无法像飞机其他部件的结构、强度等那样进行检查和测试，更无法像一般软件那样进行穷举测试，因此机载软件的安全性通常需要依靠严格、规范、标准的软件研发流程来保证。只有这样，软件才能通过旨在保证飞行绝对安全的民用航空器的适航审定。
[0003]端到端流时延是机载系统实时性和确定性的一种重要性能指标,但是现在工程中的设计和验证方法难以在早期保证端到端的流时延。载组件支持分区间通信、子卡处理、交换机处理和不同模块的应用程序之间的端到端流时延。航空机载软件测试中常见的通信节点时延性能测试，涉及从源结点到目的结点传送一条消息所需的总时间的网络通信时延、界面交互、概率统计等基本原理。时延是指一个报文或分组从网络的一端传送到另一端所耗费的时间,时延由节点处理时延、排队时延、发送时延、传播时延组成。网络时延，指的是数据包在网络上传输所花费的时间，主要可分成两种类型，一个是结点时延，一个是端到端时延。结点时延指的是数据包经过单台路由器/交换机的时延，包括在路由器上被处理、从路由器发出、从路由器A传播到路由器B的时间消耗。当A接收到数据包时，会检测数据包的首部，决定将该数据包导向哪一个链路上，这个过程所需的时间叫做节点处理时延。当路由器准备从某条链路上传输某数据包时，如果该链路上有数据包正在等待传输，则该数据包将要遭受排队时延。排队时延是当前数据包等待前面数据包传输完毕所需要的时间。一个特定数据包的排队时延长度取决于先期到达的正在排队等待向链路传输的数据包数量。当先期到达的数据包，传输完毕后，我们就经过了排队时延，就下来就是将X全部数据推向链路，这个过程所需要的时间就是传输时延。传播时延是数据包从路由器一端传输到另一端所需要的时间。传播时延等于两台路由器之间的距离除以链路传播速率。当X所有的数据全
部推到链路上后，这是就进入了传播时延。传播时延取决于传播的距离及传播速度。端到端时延即为数据包从源主机传输到目的主机的总时延。通过网络中的交换机和路由器清除一些流量可能会导致其他流量类型被阻止。
[0004]延迟是一个复杂的问题，因此航空机载软件的性能测试非常重要，航空机载软件在交付之前，都有对机载系统中两通信节点之间的通信时延指标，在评估机载软件性能中占据非常重要的作用。延迟是网络流量的速度指标。网络的交付速度至关重要，不仅需要确保良好的响应时间，还需要确保网络的速度足以满足用户通信所需的每一条路径，可接受的传输时间根据使用的应用而变化，需要根据用户提供的服务，计算出网络流量所需的速度。延迟表示为往返时间，其包括测试分组的传输时间和响应分组。该时间以毫秒为单位显示。由于延迟以毫秒(ms)为单位，有两个指示延迟的指标，无论你选择在网络上进行测试，都要尝试将所有记录保存在同一测试类别中。常见的延迟测量称为“往返时间”(RTT)。这是数据包从网络上的一个点到另一个点所需的时间。另外一个测量指标称为“第一个字节的时间”(TTFB)。这记录了数据包的第一部分离开网络上的一个点的时刻与它到达目的地的时间之间的时间差。RTT的使用频率高于TTFB，因为它可以从一个位置运行，不需要在远程目标上安装特殊的数据收集软件。采用手动测试每个路径将占用所有的时间，所以需要获得一个测试工具，对通信节点时延进行测试的方法，以确保延迟不会影响网络的性能。而手动测试中，测试人员手动对被测软件进行通信节点时延测试，测试结果为多次测试时延直接取平均值，测试结果信息单一，不利于用户有效分析时延性能。。
[0005]目前大部分的航空机载软件的时延测试都是由测试人员手动对软件进行测试，测试人员手动对被测软件进行通信节点时延测试，测试参数一般都为固定值，不易修改，如被测接口类型，被测节点号，被测节点发送的数据包包长、发包时间间隔、测试次数等。由于两个通信节点间的时延本身不会是某一个固定的值，与每一次发送数据包时的环境状态等多种因素相关，所以在测试的时候，一般会进行多次测试，甚至上万次测试，测试次数越多，测试结果越接近真实的时延性能。测试人员手动对被测软件进行通信节点时延测试，很难达到上万次测试，当测试用例的参数改变时，需要修改测试代码，重新编译运行才能得到测试结果，导致测试效率低下。手动对被测软件进行通信节点时延测试，存在不易操作，测试效率低，结果不准确且不便观察等局限性。因此，如何提高时延测试的效率和准确性，是目前时延测试的重要挑战。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种时延测试效率高，测试准确性可靠，自动化程度高，性能稳定、通用性好、可靠性高的航空机载软件交互式通信节点时延测试工具。
[0007]本专利技术解决现有技术问题所采用的方案是：一种航空机载软件交互式通信节点时延测试工具，包括：显示在计算机软件交互界面上的通信接口，测试消息块接口通信测试指令窗口，表示要测试的通信节点类型的接口测试终端，接口测试终端复选框显示的数据处理模块1，表示被测试的通信节点之间总线类型的被测接口类型，复选框被测接口类型提供的郑码MHAL硬件抽象层HAL中间件接口及指标测试下拉菜单窗口，物理盘上数据和真正数据之间作变换处理的通道编号层协议控制信息ppci总线中断机制窗口复选框，目标总线地
址编号复选框窗口显示的数据处理模块2窗口，测试数据包发送测试参数及性能指标测试指令选项的复选框下拉菜单窗口，其特征在于：测试参数通过通信接口测试交互界面输入上述通信窗口，用户输入被测件通信节点的参数后，自动生成通信节点时延，其中，送入测试消息块编号_指令的“接口通信测试指令”等于1时，表示是通信节点的时延测试，接口测试终端表示要测试的通信节点类型和机载设备系统中所有通信节点类型的测试，被测接口类型表示被测试的通信节点之间的总线类型和机载设备系统中所有的总线类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空机载软件交互式通信节点时延测试工具，包括：显示在计算机软件交互界面上的通信接口，测试消息块接口通信测试指令窗口，表示要测试的通信节点类型的接口测试终端，接口测试终端复选框显示的数据处理模块1，表示被测试的通信节点之间总线类型的被测接口类型，复选框被测接口类型提供的郑码MHAL硬件抽象层HAL中间件接口及指标测试下拉菜单窗口，物理盘上数据和真正数据之间作变换处理的通道编号层协议控制信息ppci总线中断机制窗口复选框，目标总线地址编号复选框窗口显示的数据处理模块2窗口，测试数据包发送测试参数及性能指标测试指令选项的复选框下拉菜单窗口，其特征在于：测试参数通过通信接口测试交互界面输入所述通信窗口，用户输入被测件通信节点的参数后，自动生成通信节点时延，其中，送入测试消息块编号_指令的“接口通信测试指令”等于1时，表示是通信节点的时延测试，接口测试终端表示要测试的通信节点类型和机载设备系统中所有通信节点类型的测试，被测接口类型表示被测试的通信节点之间的总线类型和机载设备系统中所有的总线类型的测试；数据处理模块1对机载软件不同测试需求通信节点时延测试建立相应的测试模型,数据处理模块2进一步建立通信节点时延测试需求的追踪关系模型，生成测试用例；被测通信节点的测试数据通过通道编号层协议控制信息ppci总线中断机制窗口发送通信节点测试数据包，数据处理模块2接收被测通信节点的测试数据，将测试输入范围内的所有目标IP地址作为搜索参数，根据收到的响应数以及丢失的数据包数，提取在交互界面输入测试参数点击确定后的同步信号，对收到的测试指令进行解析，控制传输延迟时间，若不为通信节点的时延测试，则结束流程，不进入后续处理流程，否则校验参数是否合法，若合法则进行时延测试操作处理，自动生成被测通信节点间的时延测试结果，利用概率统计的方式，将接口通信测试结果回传至软件交互界面。2.如权利要求1所述的航空机载软件交互式通信节点时延测试工具，其特征在于：测试参数包含：测试消息块编号_指令、接口测试终端、被测接口类型、通道编号、目标总线地址编号、测试数据包发送次数、测试数据包发送间隔时间(ms)、测试数据包的长度。3.如权利要求1所述的航空机载软件交互式通信节点时延测试工具，其特征在于：接口测试终端表示要测试的通信节点类型，支持系统中所有通信节点类型的测试；被测接口类型表示被测试的通信节点之间支持系统中所有的总线类型；通道编号指的是被测通信节点的测试数据发送节点；目标总线地址编号指的是被测通信节点的测试数据接收节点；测试消息块编号_指令为“接口通信测试指令”，接口测试终端为“数据处理模块1”；被测接口类型为MHAL中间件接口及指标测试；通道编号为“PPC1”；目标总线地址编号为“数据处理模块2的PPC1”；测试数据包发送次数为“20000”次；测试数据包发送间隔时间为“10”ms；测试数据包的长度为“500”Byte；则本工具处理为：每隔10ms。4.如权利要求1所述的航空机载软件交互式通信节点时延测试工具，其特征在于：郑码MHAL硬件抽象层HAL中间件位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，将硬件差别与操作系统其它层相隔离为一薄层软件，通过虚拟机来实现硬件抽象化，将具体的功能块隐藏在抽象的实现分离接口的背后，隐藏特定平台的硬件接口细节，实现硬件相关和硬件无关两部分程序代码的隔离，为操作系统提供虚拟硬件平台,使其具有硬件无关性,可在多种平台上进行移植。5.如权利要求1所述的航空机载软件交互式通信节点时延测试工具，其特征在于：HAL中间件...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘倩，冯飞，刘涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：