一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法.pdf

一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法，分别将待验证的1553B总线控制器配置为BC模式、RT模式及MT模式，使BC模式的1553B总线控制器朝RT模式的1553B总线控制器发送符合1553B通信协议的总线信号并开始通信，在总线信号传输过程中，将故障注入到总线信号中并输出到1553B总线上，最后通过判断待验证的1553B总线控制器的响应是否符合设计标准完成验证。本发明方法与现有的基于正向激励的测试方法相比，能够更好的覆盖1553B总线控制器协议控制功能验证测试中异常状态下的工作环境，提高了验证试验的有效性，并可以移植到其它型号的总线控制器协议控制功能验证试验中。

权利要求书
1.  一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将待验证的1553B总线控制器配置为BC模式，然后持续朝通信网络上被配置为RT模式的其它1553B总线控制器发送符合1553B通信协议的总线信号，在总线信号传输过程中转入步骤(2)；所述的通信网络包括至少三个通过1553B总线互相连接1553B总线控制器；
(2)对总线信号的电平进行压缩后进行模数转换，得到数字总线信号，然后将故障注入到数字总线信号中；所述的故障包括断路故障、电气层故障、协议层故障，其中，断路故障的注入方法为：控制数字总线信号不继续向通信网络传输；电气层故障模式的注入方法为：根据1553B总线控制器的电气层故障对应的波形修改数字总线信号，电气层故障包括幅度异常、占空比异常、上升下降沿异常、信号延迟；协议层故障模式的注入方法为：根据1553B总线控制器的协议层故障对应的波形修改数字总线信号，协议层故障包括命令字故障、数据字故障、状态字的消息位和奇偶校验位异常故障，同步头反向故障，数据字计数故障；
(3)将注入故障后的数字总线信号进行数模转换得到模拟总线信号，放大模拟总线信号的电平并送至通信网络中的1553B总线；
(4)记录通信网络上被配置为RT模式的1553B总线控制器响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中当前故障的响应一致，则输出待验证的1553B总线控制器在BC模式下的协议控制功能通过的信号，并转入步骤(5)，否则输出待验证的1553B总线控制器在BC模式下的协议控制功能不通过的信号，然后转入步骤(5)；
(5)将待验证总线控制器配置为RT模式，将通信网络上一个1553B总线控制器配置为BC模式，使该BC模式的1553B总线控制器朝RT模式的1553B总线控制器持续发送符合1553B通信协议的总线信号，在总线信号传输 过程中重复步骤(2)-步骤(3)，然后转入步骤(6)；
(6)记录待验证1553B总线控制器的响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中当前故障的响应一致，则输出待验证的1553B总线控制器在RT模式下的协议控制功能通过的信号，并转入步骤(7)，否则输出待验证的1553B总线控制器在RT模式下的协议控制功能不通过的信号，然后转入步骤(7)；
(7)将待验证总线控制器配置为MT模式，将通信网络中其它1553B总线控制器配置为一个BC模式及至少两个RT模式，使BC模式的1553B总线控制器朝RT模式的1553B总线控制器持续发送符合1553B通信协议的总线信号并进行通信，在总线信号传输过程中重复步骤(2)-步骤(3)，然后转入步骤(8)；
(8)记录待验证1553B总线控制器的响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中当前故障的响应一致，则输出待验证的1553B总线控制器在MT模式下的协议控制功能通过信号，否则输出待验证的1553B总线控制器在MT模式下的协议控制功能不通过信号。

2.  一种1553B总线控制器协议控制功能的验证系统，其特征在于：所述的步骤(2)中模数转换使用模数转换器件AD9226，且转换速率大于10MSPS；步骤(3)中数模转换使用数模转换器件AD9765，且转换速率大于10MSPS。

3.  根据权利要求1或2所述的一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法，其特征在于：所述的步骤(2)中对总线信号的电平进行压缩是采用运算放大器LM108A与变压器B3226串连构成的比例放大电路将总线信号的电平压缩至模数转换器件AD9226要求的输入电平范围。

4.  根据权利要求1或2所述的一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法，其特征在于：所述步骤(3)中放大模拟总线信号的电平是采用仪表放大器AD8226与变压器B3226串连构成的比例放大电路将模拟总线信号的电平放大至1553B总线协议要求的电平范围。

说明书一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法
技术领域
本发明涉及总线控制器验证领域，特别是一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法。
背景技术
1553B总线通信协议由于具备较强的通信网络终端的容纳能力、较强的抗干扰能力和较快的数据传输速率，成为主流的星上总线通信协议，1553B总线控制器芯片也因此成为影响卫星功能可靠性的重要因素。同时，因为卫星结构器件具有不可拆换、不可维修的特点，为了确保卫星的可靠性，在1553B总线控制器芯片正式应用之前，需要对其开展与应用环境状态密切相关的功能性能测试试验，即1553B总线控制器芯片的应用验证。
传统的总线控制器验证主要采用的是正向测试，即针对输入的正向激励测试器件的响应，由于故障出现的偶发性和不确定性，采用这种传统的基于正向激励的测试方法，无法高效覆盖更多异常状态下的工作环境，并且难以实现故障的复现。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法。
本发明的技术解决方案是：一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法，包括如下步骤：
(1)将待验证的1553B总线控制器配置为BC模式，然后持续朝通信网络上被配置为RT模式的其它1553B总线控制器发送符合1553B通信协议的总线信号，在总线信号传输过程中转入步骤(2)；所述的通信网络包括至少三个通过1553B总线互相连接1553B总线控制器；
(2)对总线信号的电平进行压缩后进行模数转换，得到数字总线信号，然后将故障注入到数字总线信号中；所述的故障包括断路故障、电气层故障、协议层故障，其中，断路故障的注入方法为：控制数字总线信号不继续向通信网络传输；电气层故障模式的注入方法为：根据1553B总线控制器的电气层故障对应的波形修改数字总线信号，电气层故障包括幅度异常、占空比异常、上升下降沿异常、信号延迟；协议层故障模式的注入方法为：根据1553B总线控制器的协议层故障对应的波形修改数字总线信号，协议层故障包括命令字故障、数据字故障、状态字的消息位和奇偶校验位异常故障，同步头反向故障，数据字计数故障；
(3)将注入故障后的数字总线信号进行数模转换得到模拟总线信号，放大模拟总线信号的电平并送至通信网络中的1553B总线；
(4)记录通信网络上被配置为RT模式的1553B总线控制器响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中当前故障的响应一致，则输出待验证的1553B总线控制器在BC模式下的协议控制功能通过的信号，并转入步骤(5)，否则输出待验证的1553B总线控制器在BC模式下的协议控制功能不通过的信号，然后转入步骤(5)；
(5)将待验证总线控制器配置为RT模式，将通信网络上一个1553B总线控制器配置为BC模式，使该BC模式的1553B总线控制器朝RT模式的1553B总线控制器持续发送符合1553B通信协议的总线信号，在总线信号传输过程中重复步骤(2)-步骤(3)，然后转入步骤(6)；
(6)记录待验证1553B总线控制器的响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中当前故障的响应一致，则输出待验证的1553B总线控制器在RT模式下的协议控制功能通过的信号，并转入步骤(7)，否则输出待验证的1553B总线控制器在RT模式下的协议控制功能不通过的信号，然后转入步骤(7)；
(7)将待验证总线控制器配置为MT模式，将通信网络中其它1553B总 线控制器配置为一个BC模式及至少两个RT模式，使BC模式的1553B总线控制器朝RT模式的1553B总线控制器持续发送符合1553B通信协议的总线信号并进行通信，在总线信号传输过程中重复步骤(2)-步骤(3)，然后转入步骤(8)；
(8)记录待验证1553B总线控制器的响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中当前故障的响应一致，则输出待验证的1553B总线控制器在MT模式下的协议控制功能通过信号，否则输出待验证的1553B总线控制器在MT模式下的协议控制功能不通过信号。
所述的步骤(2)中模数转换使用模数转换器件AD9226，且转换速率大于10MSPS；步骤(3)中数模转换使用数模转换器件AD9765，且转换速率大于10MSPS。
所述的步骤(2)中对总线信号的电平进行压缩是采用运算放大器LM108A与变压器B3226串连构成的比例放大电路将总线信号的电平压缩至模数转换器件AD9226要求的输入电平范围。
所述步骤(3)中放大模拟总线信号的电平是采用仪表放大器AD8226与变压器B3226串连构成的比例放大电路将模拟总线信号的电平放大至1553B总线协议要求的电平范围。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明验证方法相对于现有的正向测试方法，能够更好的覆盖1553B总线控制器协议控制功能验证测试中异常状态下的工作环境；
(2)本发明验证方法相对于现有的验证测试方法，能够将验证测试过程中的故障进行复现，方便多个1553B总线控制器的对比和试验；
(3)本发明验证方法相对于现有的验证测试方法，能够将总线控制器各种协议控制功能的故障模型应用到验证测试中，提高了验证试验的有效性，并可以移植到其它型号的总线控制器协议控制功能验证试验中。
附图说明
图1为本发明中一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法流程图。
具体实施方式
本发明提出的一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法，基于反向激励的测试方法，采用故障注入的方法将故障模式人为的植入测试过程中，通过判断被测器件的响应是否符合设计标准完成验证，由于此验证过程中故障出现具有可控性，从而弥补了传统测试方法的低效覆盖和故障难以复现的不足。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述。如图1所示，本发明一种1553B总线控制器协议控制功能的验证方法包括如下步骤：
步骤1、将待验证的1553B总线控制器配置为BC(Bus Controller)模式，并通过1553B总线持续朝通信网络上的被配置为RT模式的其它1553B总线控制器发送符合1553B通信协议的总线信号，使其它1553B总线控制器总线控制器返回任意的数据序列，在持续进行总线通信的同时(在总线信号传输过程中)执行步骤2。
步骤2、将总线信号电平压缩至模数转换器件AD9226要求的输入电平范围，然后对压缩后的总线信号使用模数转换器件AD9226(转换速率大于10MSPS)进行采集，得到对应的数字总线信号，其中，对总线信号电平进行压缩可以采用LM108A的运算放大器与B3226的变压器串连组成的比例放大电路。
步骤3、AD9226将总线信号的每一位数据转换为65个离散数据，其中最大模拟电平值为0xFFF，最小模拟电平值为0x000，过渡段的电平值根据采样精度确定，利用配置好故障注入控制功能的FPGA对模数转换器输出的数字总线信号进行修改，从而注入相应的故障，然后输出到后端的数模转换器件进行模拟信号还原；
(3.1)物理层故障模式的注入方法为：控制模数转换器件AD9226采集得到的数字总线信号不继续向通信网络上传输，从而注入断路故障；
(3.2)电气层故障模式的注入方法为：根据1553B总线控制器的电气层 故障对应的波形修改AD9226采集到的数字总线信号，从而注入故障，其中，电气层故障包括幅度异常、占空比异常、上升下降沿异常、信号延迟等；
(3.3)协议层故障模式的注入方法是：根据1553B总线控制器的协议层故障对应的波形修改AD9226采集到的数字总线信号，从而注入故障，其中，协议层故障包括命令字故障、数据字故障、状态字的消息位和奇偶校验位异常故障，同步头反向故障，数据字计数故障等。
步骤4、利用数模转换器件AD9765(转换速率大于10MSPS)将FPGA注入故障后的离散总线信号还原为模拟总线信号后，放大模拟总线信号的电平至1553B总线协议要求的电平范围并送至总线上，其中，对模拟总线信号的电平进行放大可以采用AD8226的仪表放大器与B3226的变压器串连构成比例放大电路。
步骤5、记录通信网络上所有的1553B总线控制器的响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中规定的当前故障的响应一致，则转入步骤6，否则输出待验证的1553B总线控制器在BC模式下的协议控制功能不通过的信号至存储器中，然后转入步骤6。
步骤6、将待验证总线控制器配置为RT(Remote Terminal)模式，将通信网络上其它1553B总线控制器中的一个1553B总线控制器配置为BC模式，使该BC模式的1553B总线控制器朝待验证总线控制器发送符合1553B通信协议的总线信号，使待验证1553B总线控制器总线控制器返回任意的数据序列,在持续发送总线信号的同时(在总线信号传输过程中)重复步骤2-步骤4。
步骤7、记录待验证1553B总线控制器的响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中规定的当前故障的响应一致，则转入步骤8，否则输出待验证的1553B总线控制器在RT模式下的协议控制功能不通过的信号至存储器中，然后转入步骤8。
步骤8、将待验证总线控制器配置为MT(Monitor Terminal)模式，将通信网络中其它1553B总线控制器配置为一个BC模式及多个RT模式，并进行通信 (BC模式的1553B总线控制器朝RT模式的1553B总线控制器持续发送符合1553B通信协议的总线信号并进行通信)，在持续进行通信的同时(在总线信号传输过程中)重复步骤2-步骤4。
步骤9、记录待验证1553B总线控制器的响应并判断，如果响应与1553B总线控制器设计标准中规定的当前故障的响应一致，则输出待验证的1553B总线控制器在MT模式下的协议控制功能通过信号至存储器中，否则输出待验证的1553B总线控制器在MT模式下的协议控制功能不通过信号至存储器中。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。