實時嵌入式產品的測試系統設計

摘要：主要介紹針對高實時性的嵌入式產品而開發的測試系統的設計，簡單介紹了被測試系統的特性，從整個測試系統的設計思想、設計原理，包括軟件和硬件等方面，給出詳細的介紹。另外，比較了不同方案設計的優缺點，為開發同類測試系統提供幾種不同的思路。最后簡單討論了本文使用的用例管理軟件。
關鍵詞：實時嵌入式系統；測試系統；RTX；FPGA

引言
嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，能夠適應實際應用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。它是先進的計算機技術、半導體技術以及電子技術與各個行業的具體應用相結合的產物。在一些特定領域，它被要求能夠實時響應外部的請求并處理相應的計算，最后把結果及時地反饋給用戶或者外設。隨著嵌入式應用領域的迅速擴大，人們對嵌入式軟件質量提出了更高的要求，如何對日益復雜的嵌入式軟件進行快速有效的測試成了目前的關注熱點。

1 設計原理
1．1 系統需求
本文采用的被測試嵌入式系統如圖1所示，是一套運行有飛行控制軟件的嵌入式系統。它需要對飛行的姿態、軌跡做出計算，并通過總
線的方式與舵機、發動機、導引頭、慣性測量單元進行交互。測試的對象為該嵌入式平臺上運行的飛行控制軟件，其余的外設由測試系統仿真實現。本文主要討論測試系統的設計與實現。嵌入式系統所使用的核心器件是DSP芯片，它擁有多種接口，有1路A／D、1路D／A、8路開關量、2路串行422接口、2路串行485接口。通過各種接口的通信完成要求的功能。系統運行后將長時間處于每隔5ms與外設完成1次交互的狀態，其中1次交互包括2次請求收發數據(狀態和控制數據)、傳輸所有開關量、A／D的數據。測試系統具體要求如下：首先，由工控機(由測試系統模擬，如圖2所示)發送裝訂參數給嵌入式設備；接著，嵌入式設備根據裝訂參數進行初始化，并處于等待命令狀態；工控機發送開始運行命令給嵌入式設備；嵌入式設備收到開始命令后，進入周期循環狀態。

周期循環狀態：
①嵌入式系統會向外部1號設備(由測試系統模擬)請求外設1控制數據，外部1號設備需要在2 ms內把數據發送給嵌入式系統。
②嵌入式系統會向外部2號設備(由測試系統模擬)請求外設2控制數據，外部2號設備需要在2 ms內把數據發送給嵌入式系統。
③上位機(由測試系統模擬)需要在發送完外設2的控制數據后的1 ms完成對嵌入式系統相關數據的采集。整個循環周期要求嚴格控制在5 ms以內。