● 摘要
摘 要 现代航空航天电子系统的发展对自动测试系统（ATS）提出了提高测试速度，提高资源利用率，改善成本效益的要求。并行ATS是解决这些问题的有效途径。近几年来，并行ATS成为测试领域的研究热点。本论文在借鉴并行计算机系统的体系结构和理论方法的基础上，结合自动测试领域的特点与要求，对并行ATS所需的关键技术进行了深入研究。本文的主要研究工作与成果包括以下几个方面：1）为了提高自动测试系统的整体性能，在参考其它领域现有经验的基础上，结合自动化测试领域的特点，提出了并行ATS的二元混合式体系结构。该体系结构对测试需求层采用客户端——服务器结构，对测试资源层采用主从式结构。这种体系结构将分散的、在类型与性能方面有巨大差异的仪器资源用面向信号的方式集中管理，TPS在统一监管下并行运行，有效实现了并行ATS的功能。而且，这种结构也能满足可伸缩、可扩展的要求。2）针对并行ATS的资源分配问题，在分析了并行ATS强异构性特点的基础上，提出了基于信号参数集最小距离的并行测试任务调度算法和基于多目标群决策的并行测试系统资源分配算法。这两种算法都是以线性规划为基础，从优化的角度进行资源分配。基于信号参数集最小距离的算法主要从信号需求的角度考虑测试需求与测试资源之间的优化匹配，而基于多目标群决策的并行测试系统资源分配算法是在前者的基础上，从更广义的目标上考虑资源的优化问题。实验数据与分析证明，这两种算法有能力满足并行ATS的资源优化分配问题。3）针对并行测试程序运行管理的问题，在分析了并行ATS资源分配的完整性、安全性特点的基础上，通过引入事务工作流思想，提出了基于事务工作流的并行测试程序运行管理机制。该方法以事务活动描述所有测试流程的资源申请、资源分配、流程启动、运行监控、流程终止、资源释放的全过程。通过组合若干基本事务活动和各种控制结构实现并行测试程序的运行管理机制。通过仿真试验证明，该机制有能力实现并行测试程序的运行管理。4）为了对本文提出的并行ATS的资源分配算法进行分析和验证，必须建立该问题的系统模型。在引入Petri网理论与基本方法的基础上，提出了并行ATS资源分配的Petri网模型。该模型可以有效反映资源分配的过程与中间状态。将实验实例代入该模型，经过分析，验证了该模型所描述的并行ATS的资源分配算法具有并行、无冲突、可持续循环运行、无死锁状态的性能。5）为了对本文提出的并行测试程序运行管理机制进行分析和验证，必须建立该问题的系统模型。在引入Petri网理论与基本方法的基础上，提出了并行测试程序运行管理机制的Petri网模型。该模型可以有效反映运行管理的过程与中间状态。将实验实例代入该模型，经过分析，验证了该模型所描述的并行测试程序运行管理机制具有无冲突、可持续循环运行、无死锁状态的性能。6）在以上研究成果的基础上，本文讨论了并行ATS的体系结构设计和软件平台设计。在并行ATS的体系结构设计中，直接应用了本文提出的二元混合式体系结构。在软件平台设计中，直接应用了本文提出的并行ATS的资源分配方法和并行测试程序运行管理机制。系统设计的过程，证明本文研究的关键技术可以有效地应用于实践。