Балашов. Программирование (2012) (Лекции 2014-2015), страница 3

Подсистема разработки тестов в составе КИС ФТ поддерживает автоматическое формирование интерфейсной части описания тестов (в т.ч. описание структуры сообщений КБИ) по данным из Базы данных бортовых интерфейсов. БД бортовых интерфейсов заполняется для каждой версии ПО БВК РВ и используется для информационного сопряжения подсистем и блоков БВК [5, 6].

4.2 Возможности языка описания тестов

Язык описания тестов (ЯОТ), поддерживаемый в КИС ФТ, предназначен для описания сценариев тестирования БВК РВ. Описанные на ЯОТ тесты выполняются на инструментальных машинах стенда и взаимодействуют с блоками БВК РВ через каналы бортовых интерфейсов. Также тесты управляют функционированием комплексов АИС, в т.ч. информационным обменом между этими комплексами и БВК РВ.

ЯОТ представляет собой расширение языка Си и содержит операторы определения структуры тестов, привязки выполнения тестов к астрономическому времени, управления обменом через КБИ, управления процессом тестирования.

Основным средством группировки тестов в ЯОТ является тестовый компонент (ТСК). Исходный текст ТСК состоит из заголовка и тела.

Заголовок ТСК описывает:

• набор, структуру и иерархическое именование тестовых случаев;

• соответствие между тестовыми случаями и требованиями к БВК РВ;

• набор и типы интерфейсов с КБИ, через которые осуществляется взаимодействие с БВК РВ в ходе тестирования;

• структуру сообщений, передаваемых и принимаемых через интерфейсы;

• набор и типы переменных (параметров), предназначенных для обмена между различными ТСК, а также между ТСК и комплексами АИС;

• набор протоколов тестирования, формируемых ТСК.

Тело ТСК описывает действия тестовых сценариев по:

• подготовке тестовых данных;

• отправке тестовых данных в КБИ;

• получению ответных данных по КБИ от блоков БВК и проверке тестируемых условий (аналогично предоставляется доступ к результатам мониторинга);

• непосредственному управлению адаптерами КБИ, в том числе включение/выключение, установка служебных признаков, внедрение сбоев обмена;

• взаимодействию с пользователем в ходе интерактивной (в т.ч. визуальной) проверки тестируемых условий;

• управлению формированием протоколов тестирования.

ЯОТ предоставляет следующие возможности для автоматической проверки временных ограничений на отклик от устройств БВК РВ (с целью проверки временных характеристик работы БВК):

• ожидание поступления данных в течение заданного интервала времени, с последующей проверкой условий на полученные данные;

• ожидание наступления истинности условия на получаемые данные в течение заданного интервала времени;

• проверка того, что условие на получаемые данные остается истинным в течение заданного интервала времени.

В состав проекта на ЯОТ могут входить несколько ТСК, в частности, предназначенных для выполнения на различных инструментальных машинах. Даже если используется единственный ТСК, он может задействовать адаптеры КБИ, расположенные на различных инструментальных машинах. Такая возможность востребована в случае, если в одном ТСК реализованы сценарии для всеобъемлющего тестирования БВК РВ или подсистемы БВК, подключенной через большое количество КБИ к нескольким инструментальным машинам.

4.3 Структура программного обеспечения КИС ФТ

КИС ФТ содержит следующие основные программные подсистемы:

1. Подсистема разработки тестов, поддерживающая создание и редактирование исходного текста тестов на ЯОТ.

2. Средства настройки конфигурации стенда, поддерживающие:

• привязку ТСК к инструментальным машинам;

• привязку интерфейсов ТСК к адаптерам КБИ в составе инструментальных машин;

• задание информационных связей между тестами и комплексами АИС;

• задание уровня детальности записи событий тестирования.

1. Среда выполнения тестов в реальном времени, поддерживающая:

• распределенное выполнение тестов на нескольких инструментальных машинах;

• обмен данными и синхронизацию времени между инструментальными машинами;

• удаленный доступ ТСК к адаптерам КБИ, расположенным на различных инструментальных машинах, посредством стендовой сети Ethernet;

• обмен данными между тестами и комплексами АИС;

• обмен данными через КБИ между тестами и тестируемыми устройствами БВК РВ;

• доступ тестов к результатам мониторинга каналов;

• взаимодействие тестов и средств управления тестированием для поддержки интерактивного тестирования и оперативного отображения процесса тестирования;

• запись результатов тестирования в виде протоколов и трасс событий.

1. Подсистема управления экспериментом, поддерживающая взаимодействие пользователя с тестами, в частности для выполнения интерактивного тестирования и оперативного отображения процесса тестирования.

2. Подсистема обработки результатов тестирования, поддерживающая:

• отображение результатов тестирования в виде протоколов тестирования, временных диаграмм, графиков изменения параметров, протоколов мониторинга обмена по КБИ;

• генерация отчетов по результатам тестирования.

1. Серверная подсистема, поддерживающая:

• управление версиями исходных текстов тестов, конфигураций тестирования, протоколов тестирования;

• взаимодействие с Базой данных бортовых интерфейсов;

• удаленный доступ к репозиторию стенда по сети со всех компьютеров стенда;

Доступ пользователя к средствам из групп 1–6 обеспечивается средствами интегрированной среды разработки.

5. АРХИТЕКТУРА СТЕНДА ТЕСТИРОВАНИЯ,
ПОСТРОЕННОГО НА ОСНОВЕ КИС ФТ

Комплекс инструментальных средств функционального тестирования, описанный в разделе 4, применяется в ОКБ Сухого в качестве основного программного средства стендов тестирования БВК РВ. Архитектура стендов, включая структуру и состав типовых компонентов, выработана в результате многолетней промышленной эксплуатации КИС ФТ.

Стенд, построенный на основе КИС ФТ, включает следующие компоненты:

• инструментальные машины, предназначенные для выполнения тестов и осуществления информационного обмена с блоками БВК РВ через КБИ (в настоящее время поддерживаются каналы МКИО, ДПК и Fibre Channel);

• специализированные комплексы аппаратуры имитации сигналов (АИС), функционирующие под управлением инструментальных машин;

• автоматизированные рабочие места (АРМ) инженеров-тестировщиков и разработчиков ПО БВК РВ;

• сервер, отвечающий за выполнение централизованных функций, таких как хранение репозитория стенда и обеспечение удаленного доступа к нему, аутентификация пользователей;

• кабельная сеть КБИ, соединяющая блоки БВК с инструментальными машинами и комплексами АИС, а также между собой;

• вспомогательное оборудование, включая средства электропитания, охлаждения, технологические сети, аппаратные шкафы и т.д.

Типовая структурная схема стенда, построенного на основе КИС ФТ, показана на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема стенда, построенного на основе КИС ФТ

Количество инструментальных машин, АРМ, количество и типы КБИ определяются спецификой тестируемого БВК РВ и задачами конкретного стенда.

Все компьютеры стенда (АРМ, сервер, инструментальные машины, компьютеры АИС) используют операционную систему Linux. Инструментальные машины и компьютеры АИС работают под управлением Linux с расширениями реального времени.

В дополнение к сети Ethernet, инструментальные машины соединены сетью синхронизации времени. Эта сеть связывает их LPT-порты и служит для передачи сигналов точного времени от «ведущего» компьютера к остальным компьютерам. Обеспечивается синхронизация часов инструментальных машин с расхождением не более 10 мкс.

Примером комплекса АИС является аппаратура имитации телевизионных сигналов (АИС ТВ). Комплекс АИС ТВ представляет собой многомашинную систему, осуществляющую в реальном времени формирование/выдачу и прием/регистрацию высокоскоростных видеопотоков одновременно по нескольким оптическим каналам. АИС ТВ служит источником тестовых видеоданных для подачи на БВК РВ и регистратором видеопотоков, поступающих от БВК РВ. АИС ТВ применяется для тестирования бортовых индикаторов и устройств обработки видеоинформации, входящих в БВК РВ. Статические (отдельные кадры) и динамические (ролики) тестовые видеоданные подготавливаются заранее, до начала тестирования. Выбор видеопотока для выдачи в конкретный канал в заданный момент времени осуществляется тестом, выполняемым на инструментальной машине, или инженером-тестировщиком через пользовательский интерфейс КИС ФТ.

6. СЕМЕЙСТВО СТЕНДОВ ТЕСТИРОВАНИЯ БВК РВ

КИС ФТ в течение более чем семи лет применяется в ОКБ Сухого для тестирования БВК современных ЛА. На основе КИС ФТ создано семейство стендов тестирования БВК РВ, каждый из стендов в составе которого ориентирован на определенную активность или группу активностей жизненного цикла БВК РВ. Сложность стендов возрастает соответственно сложности тестируемой подсистемы БВК РВ.

Стенды тестирования, применяемые в ОКБ Сухого, являются составной частью технологии разработки информационно-управляющих систем (ИУС) ЛА. В состав ИУС входит бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ), набор индикаторов, а также ряд вспомогательных устройств. Сеть КБИ в составе ИУС включает:

• несколько каналов МКИО, связывающих ИУС с остальными блоками БВК РВ;

• десятки каналов ДПК для связи с унаследованными устройствами;

• сеть каналов Fibre channel для высокоскоростной передачи информации, в т.ч. передачи видеоданных.

Основные представители семейства стендов тестирования на основе КИС ФТ, а также их задачи, описаны ниже. Все стенды основаны на общей архитектуре, представленной в разделе 5. В совокупности, семейство стендов обеспечивает тестирование ПО на целевой аппаратуре для всех активностей жизненного цикла БВК РВ, перечисленных в разделе 1.

1. Стенд тестирования и отладки ПО отдельного блока БВК РВ. Данный стенд предназначен для работы с отдельным блоком БВК РВ, например с наиболее функционально сложным – БЦВМ. Основное назначение стенда – отладка ПО на натурном блоке БВК и подготовка блока к интеграции с другими блоками БВК. Для финальной проверки готовности блока к интеграции применяется утвержденный набор тестов.

В связи с необходимостью поддержки только тех интерфейсов, которые обеспечивает конкретный блок БВК, число инструментальных машин в стенде данного типа обычно невелико, а комплексы АИС выполняются в одномашинном варианте. Стенд является компактным, что упрощает его тиражирование.

Аналогично стенду, ориентированному на конкретный блок БВК, устроен «унифицированный» стенд для работы различными блоками БВК из заданного набора. В таком стенде инструментальные машины и комплексы АИС в совокупности должны поддерживать все типы интерфейсов, имеющихся у блоков БВК из этого набора, в количестве, достаточном для работы с любым отдельным блоком БВК.

Стенд тестирования и отладки ПО отдельного блока БВК может применяться для тестирования и отладки подсистем функционального ПО частично укомплектованного блока БВК, например БЦВМ, на которую установлены только некоторые из процессорных и коммуникационных модулей. Данный подход целесообразен при разработке конкретных программных подсистем блока БВК.

2. Стенд тестирования и отладки ПО нескольких связанных блоков БВК РВ. Данный стенд предназначен для отработки взаимодействия нескольких непосредственно связанных блоков БВК (например, БЦВМ и индикатора). Стенд может быть использован также для решения отдельных задач отладки ПО этих блоков. По компоновке и составу стендового оборудования данный стенд аналогичен описанному выше стенду (см. п. 1).

На стенде должен использоваться набор тестов, проверяющий правильность работы подсистемы БВК, состоящей из задействованных на стенде блоков. Средства мониторинга применяются для анализа обмена между сопрягаемыми блоками БВК.

Как и в предыдущем случае, возможно создание стенда, ориентированного на отработку различных связок блоков БВК. Примером может служить связка из БЦВМ и одного из нескольких имеющихся в составе БВК индикаторов.

На стенде в данной комплектации решается важная задача отработки взаимодействия нескольких блоков БВК. Эта задача является промежуточным шагом к комплексированию БВК в целом. Использование такого стенда позволяет разгрузить «головной» стенд комплексирования БВК от задач отладки взаимодействия блоков БВК, возникающих при выявлении проблем взаимодействия в ходе испытаний на стенде комплексирования, а также уменьшить вероятность возникновения таких проблем в процессе комплексирования.