聚焦虚拟互联在一体化集成测试中的应用

Posted 2021-05-01 经纬恒润

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当前随着社会发展技术进步，综合电子系统呈现出复杂度高、信号种类多、集成难度大、分立系统多、系统集成复杂、参与单位多等特点。以高速列车、大型运输机、客机、航母、下一代坦克装甲车、大型运输火箭等为代表的大型系统/设备，存在着整体系统、分立大系统互联测试、组装验证困难的问题。为了解决大型系统/设备无法进行一体化集成测试的问题，迫切需要一套能够实现多个分立单元虚拟互联测试的系统。

图1 虚拟互联系统互联示意图

虚拟互联，于1989年由美国William Wolf 教授最早提出的概念，用来描述一个计算机网络化的虚拟环境。随着网络技术的发展，虚拟互联已不再局限于其原有的范畴，其通过多种通信或交互设备来驾驭虚拟环境，构造硬件、软件综合环境，实现了分立就单元之间的互联互通，达到多种功能测试的的形象性和直观性。

恒润科技紧跟技术发展的前沿，在与国内众多客户测试方案的交流沟通的过程中，逐步收集整理多种的需求，形成了自己的一套虚拟互联的解决方案，通过搭建的虚拟互联环境，可以解决分布在不同试验场所的试验信号传输距离限制的问题，同时还可以解决不同试验室间试验网络搭建及综合布线等问题。

1.真实信号中继

真实信号中继传输是整个虚拟互联的最为基础的特性，需要将电气层信号波形信息，信号源端的原始信号错误、干扰信息以及原始信号包含的有效数据信息全部都要能够有效的中继到目的端，否则将不能反应真实的信号状态，信号中继的目的也不能达到了。

图2信号中继采集端与还原端对比

2.动态构型切换

在一个虚拟互联的测试环境中，会有成千上万路信号进行互联，其中同类型的信号有的多达几千路，这几千路信号之间的连接关系会随着测试目的与测试方法的不一样而改变，也就是试验构型会有所变化，如果采用人工的方式去实现通道之间的切换，会花费大量的人力、物力，增加时间成本，并且容易出现错误。

图3一个仿真系统与多个型号互联

恒润科技的虚拟互联系统提供通道的动态切换的功能，通过上位机配置通道之间的连接对应关系，将信号下发到虚拟互联系统中，实现通道的切换，包括多路之间的1对1的动态互联，或者1对多的多播功能。

3.信号延时可知

原有分立系统之间直接互联时，由于连接线缆较短，接口之间的信号在线路上的延时可以忽略不计。由于构建虚拟互联的环境的硬件软件系统的引入以及传输距离较长，会引入延时。

恒润科技的虚拟互联系统引入的延时是确定性的。在设计虚拟互联系统时，采用基于定时的调度传输方式使得采集设备与还原设备的延时确定可知，采集与还原设备之间的线路延时5us/1Km计算，可以计算出整个线路的延时。在不改变线路走线长度的前提下，每个通道之间的延时均是确定的。

4.实时监控存储

图4 采用CS架构进行监控分析

监控是测试系统最为重要的人机显示环节，恒润科技的虚拟互联系统能够将采集到的信号通过界面进行实时显示，使用人员通过配置需要显示的通道，将通过虚拟互联系统的信号旁路到显示服务器，显示的内容包括信号的波形、对应的数据帧的内容，通过上位机设定ICD的将报文对应的应用含义一起显示。

图5 监控存储软件

除了监控显示以外，虚拟互联系统还能够将关心的信号或者报文存储到磁盘服务器中，通过提供海量硬盘存储，可以完整录制一个测试周期中所有试验信号，对试验过程实时进行存储，在这个过程中所有信号均采用完全一致的全局时标，客户端可以查询、检索测试过程中的任意信号，可以分析不同信号之间的时序关系 并提供用于分析信号的多种软件工具，满足实验结果分析的要求。

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