一种仿真机及仿真测试方法

技术领域

本发明涉及仿真测试技术领域，具体涉及一种仿真机及仿真测试方法。

背景技术

目前，仿真系统通常由多个功能板卡组成，在对被测设备进行仿真测试时，通常会直接在被测设备上插入多个功能板卡，通过多个功能板卡的共同作用实现对被测设备的测试。在测试过程中，各功能板卡需要与被测设备实现数据传输，为了使得各功能板卡与被测设备之间可以正常传输数据，需要为各功能板卡配备适当的适配装置，但是分别为各功能板卡配置适配装置，使得整个仿真系统较为庞杂，并且，由于被测设备之间的差异，同样的适配装置并不适用于所有的被测设备，因此在面对不同的被测设备时，需要重新在仿真系统中安装不同的适配器。由此可见，目前的仿真系统存在系统庞杂，且通用性较差的缺陷。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的系统庞杂，且通用性较差的缺陷，从而提供一种仿真机及仿真测试方法。

本发明第一方面提供了一种仿真机，包括：背板总线、总线接口板块、CPU板块；总线接口板块和CPU板块分别与背板总线连接，总线接口板块和CPU板块通过背板总线相互连接，并通过背板总线与被测设备连接；总线接口板块包括控制模块和至少一种信号传输接口，用于为背板总线提供至少一种类型的总线接口，控制模块分别与背板总线和各信号传输接口连接，用于根据协议配置对通信数据进行处理，各信号传输接口分别与背板总线和控制模块连接，用于按照与各信号传输接口对应的协议接收或发送通信数据。

可选地，在本发明提供的仿真机中，当仿真机向被测设备发送数据时，控制模块用于接收CPU板块发送的数据发送指令及配置，根据数据发送指令获取通信数据，并根据配置对通信数据进行处理，将配置和处理后的通信数据发送至与配置相对应的数据传输接口；信号传输接口用于根据配置将处理后的通信数据发送至背板总线，通过背板总线将处理后的通信数据发送至被测设备。

可选地，在本发明提供的仿真机中，当被测设备向仿真机发送数据时，信号传输接口用于接收通信数据，并将通信数据发送至控制模块；控制模块用于接收通信数据，并对通信数据进行处理，将处理后的通信数据发送至背板总线，通过背板总线将处理后的通信数据发送至CPU板块。

可选地，本发明提供的仿真机还包括电源板块，与背板总线连接，电源板块包括机箱供电模块，用于为仿真机供电。

可选地，在本发明提供的仿真机中，电源板块还包括，供电控制模块和机载设备供电模块，机载供电模块用于给机载设备提供供电通道；供电控制模块用于通过背板总线接收供电控制指令，根据供电控制指令控制机载控制模块开通或关闭。

可选地，本发明提供的仿真机还包括信号调理接口板块，包括信号调理模块、AD子模块、DA子模块、故障注入接口，信号调理模块与背板总线连接，通过背板总线与CPU板块通讯；信号调理模块与AD子模块和DA子模块连接，用于对模拟量和离散量信号进行电气调理，将电压和/或电流变换到指定电气参数范围内；故障注入接口用于提供对外测量端口。

可选地，本发明提供的仿真机还包括信号切换板块，信号切换板块包括继电器控制模块、继电器模块、指示灯；继电器控制模块分别与背板总线和继电器模块连接，通过背板总线接收继电器控制命令，并根据继电器控制命令控制继电器模块切换电路；继电器模块分别与背板总线和继电器控制模块连接，至少包括第一电路和第二电路，导通第一电路时，输出仿真机数据，导通第二电路时，输出被测设备数据；指示灯用于显示第一电路或第二电路的导通状态。

可选地，在本发明提供的仿真机中，CPU板块包括：CPU/主板模块、无线通信模块、扩展模块。

本发明第二方面提供了一种仿真测试方法，应用于本发明第一方面提供的仿真机，该方法包括：确定被测设备的协议，根据与被测设备的协议相对应的配置对测试数据进行编码处理，通过与被测设备相对应的信号传输接口向被测设备发送编码处理后的测试数据；接收发送结果反馈信息，根据发送结果反馈信息得到被测设备的接口验证测试结果。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的仿真机，包括背板总线、总线接口板块、CPU板块，其中，总线接口板块包括控制模块和至少一种信号传输接口，控制模块可以根据不同的协议配置对通信数据进行处理，不同种类的信号传输接口可以以不同的协议发送及接收通信数据，总线接口板块与背板总线连接时，可以为背板总线提供多种类型的总线接口，因此，仿真机可以通过背板总线与不同协议的被测设备连接并进行数据传输，提高了仿真机的通用性，并且，本发明提供的仿真机中的其他功能板块也是通过背板总线实现与被测设备连接的，当总线接口板块为背板总线提供了多种类型的总线接口时，其他功能板块可以直接通过背板总线与总线接口板块实现与被测设备的通信，无需为各板块单独设置适配装置。除此之外，由于本发明提供的仿真机中的总线接口板块是由控制模块和多种信号传输接口组成的，控制模块可以根据不同的协议配置对通信数据进行处理，信号传输接口只需按照协议接收或发送数据，即使信号传输接口与被测设备的协议不匹配，也只需要更换信号传输接口即可，无需对总线接口板块整体进行替换，提高了总线接口板块的使用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的仿真机的一个示意图；

图2为本发明实施例中总线接口板块的一个示意图；

图3为本发明实施例中提供的仿真机的一个示意图；

图4为本发明实施例中电源板块的一个示意图；

图5为本发明实施例中信号调理接口板块的一个示意图；

图6为本发明实施例中信号切换板块的一个示意图；

图7为本发明实施例中CPU板块的一个示意图；

图8为本发明实施例中提供的仿真机壳体示意图；

图9为本发明实施例中插槽和背板示意图；

图10为本发明实施例中在壳体中插入各功能板卡和背板总线后的示意图；

图11为本发明实施例中仿真机壳体背部示意图；

图12为本发明实施例中各功能板卡的示意图；

图13为本发明实施例中背板总线接口示意图；

图14为本发明实施例中仿真机单机使用时的示意图；

图15为本发明实施例中仿真机处于多机使用模式时的示意图；

图16为本发明实施例中仿真机处于无线使用模式时的示意图；

图17为本发明实施例中仿真机通过5G模块进行数据交互时的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供了一种仿真机，如图1所示，包括：背板总线1、总线接口板块2、CPU板块3。

总线接口板块2和CPU板块3分别与背板总线1连接，总线接口板块2和CPU板块3通过背板总线1相互连接，并通过背板总线1与被测设备连接。当利用仿真机对被测设备进行测试时，可以将背板总线1与被测设备进行连接，仿真机中的总线接口板块2、CPU板块3分别与背板总线1连接，从而通过背板总线1与被测设备完成数据传输，而不需要将总线接口板块2、CPU板块3分别安插在被测设备上，节省了被测设备的资源。在一可选实施例中，仿真机中除总线接口板块2和CPU板块3外，还可以包括其他功能板块，通过不同的功能板块为仿真机提供不同的功能，其他功能板块也通过背板总线1与被测设备连接。

如图1所示，总线接口板块2包括控制模块21和至少一种信号传输接口，控制模块21分别与背板总线1和各信号传输接口连接，各信号传输接口分别与背板总线1和控制模块21连接。控制模块21可以根据不同协议的协议配置对通信数据进行处理，每种类型的信号传输接口分别对应一种传输协议，不同的信号传输接口可以按照不同的传输协议接收及发送数据。在具体实施例中，一个仿真机中的总线接口板块2的数量可以根据实际需求进行设置，一个总线接口板块2中的信号传输接口的数量及类型可以根据实际需求进行设置，一个总线接口板块2中的信号传输接口的类型可以相同，也可以不同。

在如图2所示的实施例中，总线接口板块2中的控制模块21为FPGA模块，信号传输接口包括A429接口、A664接口、DIO接口。A429接口可以按照A429协议将FPGA模块传送过来的数据根据配置发送出去，A664接口可以按照A664协议将FPGA模块传送过来的数据根据配置发送出去，DIO接口可以按照DIO协议将FPGA模块传送过来的数据根据配置发送出去。除FPGA模块和各信号传输接口外，在如图2所示的实施例中，总线接口板块2还包括指示灯，每个信号传输接口分别连接一个指示灯，通过指示灯可以表示各信号传输接口的工作状态，例如，当指示灯为绿色时，表示与该指示灯连接的信号传输接口通电正常，当指示灯为红色时，表示与该指示灯连接的信号传输接口无法正常工作，当指示灯闪烁时，表示与该指示灯连接的信号传输接口正处于数据收发状态，当指示灯不亮时，表示与该指示灯连接的信号传输接口处于断电状态。该实施例仅为举例说明，并不限定总线接口板块2中信号传输接口的数量及类型。

将总线接口板块2和背板总线1连接，在通过背板总线1接收数据或发送数据时，通过总线接口板块2对数据进行处理，可以使得数据满足预定协议，由此可见，总线接口板块2可以为背板总线1提供至少一种类型的总线接口。

本发明实施例提供的仿真机，总线接口板块2可以为背板总线1提供多种类型的总线接口，因此，仿真机可以通过背板总线1与不同协议的被测设备连接并进行数据传输，提高了仿真机的通用性，并且，本发明实施例提供的仿真机中的其他功能板块也是通过背板总线1实现与被测设备连接的，当总线接口板块2为背板总线1提供了多种类型的总线接口时，其他功能板块可以直接通过背板总线1与总线接口板块2实现与被测设备的通信，无需为各板块单独设置适配装置。除此之外，由于本发明实施例提供的仿真机中的总线接口板块2是由控制模块21和多种信号传输接口组成的，控制模块21可以根据不同的协议配置对通信数据进行处理，信号传输接口只需按照协议接收或发送数据，即使信号传输接口与被测设备的协议不匹配，也只需要更换信号传输接口即可，无需对总线接口板块2整体进行替换，提高了总线接口板块2的使用率。

在一可选实施例中，仿真机向被测设备发送数据时，控制模块21接收CPU板块3发送的数据发送指令及配置，数据发送指令中包含向被测设备发送的通信数据，控制模块21在接收到数据发送指令后，根据数据发送指令获取通信数据，并根据配置对通信数据进行处理，不同的通信协议对应不同的配置，CPU板块3向控制模块21发送的配置与被测设备的协议相对应，控制模块21在根据配置对通信数据进行编码处理后，将编码处理后的通信数据发送到与配置对应的数据传输接口，信号传输接口接收到编码处理后的通信数据后，根据配置将处理后的通信数据发送至背板总线1，通过背板总线1将处理后的通信数据发送至被测设备。

在一可选实施例中，当被测设备向仿真机发送数据时，信号传输接口接收被测设备发来的通信数据，并将通信数据发送至控制模块21，具体地，接收通信数据的信号传输接口是与被测设备的协议相对应的信号传输接口；控制模块21接收到通信数据后，对通信数据进行处理，将处理后的通信数据发送至背板总线1，通过背板总线1将处理后的通信数据发送至CPU板块3，具体地，控制模块21在接收到通信数据后，对通信数据进行处理是指根据与发送通信数据的信号传输接口对应的配置对通信数据进行解码。

在一可选实施例中，如图3所示，本发明实施例提供的仿真机还包括电源板块4，电源板块4与背板总线1连接，并通过背板总线1与其他功能板块连接，如图4所示，电源板块4包括电源模块、机箱供电模块、供电控制模块、至少一个机载设备供电模块和指示灯。

电源模块与220VAC电源连接，经过变压、整流后，输出用于给机载设备供电的直流电和用于给仿真机中的其他功能板卡供电的直流电，通过机箱供电模块将用于给仿真机中的其他功能板卡供电的直流电传输给仿真机中的其他功能板块，通过机载设备供电模块将用于给机载设备供电的直流电传输给机载设备，机载设备可以为被测设备，也可以为仿真测试需要用到的其他设备，用于给机载设备供电的直流电和用于给仿真机中的其他功能板卡供电的直流电的电压值可以根据实际需求进行设置，示例性地，用于给机载设备供电的直流电可以为15V直流电，用于给仿真机中的其他功能板卡供电的直流电可以为28V直流电。

电源板块4中的供电控制模块可以通过背板总线1接收供电控制指令，根据供电控制指令控制机载控制模块开通或关闭，供电控制指令可以为RS485信号。

电源板块4中的指示灯用于指示电源板块4的工作状态，具体地，当指示灯与机载设备供电模块连接时，可以用于指示电源板块4对机载设备的供电状态，绿色为供电正常，熄灭为供电停止，当指示灯与机箱供电模块连接时，可以用于指示电源板块4对仿真机中其他功能板块的供电状态，绿色为供电正常，熄灭为供电停止。

在一可选实施例中，如图3所示，本发明实施例提供的仿真机还包括信号调理接口板块5，信号调理板块与背板总线1连接，并通过背板总线1与其他功能板块连接，负责模拟信号和离散信号等的电气调理，包括改变电压输出或者输入范围，电流输出或者输入范围等。

在一可选实施例中，如图5所示，信号调理接口板块5包括信号调理模块、AD子模块、DA子模块、故障注入接口，信号调理模块与背板总线1连接，通过背板总线1与CPU板块3通讯；信号调理模块与AD子模块和DA子模块连接，用于对模拟量和离散量信号进行电气调理，将电压和/或电流变换到指定电气参数范围内；故障注入接口用于提供对外测量端口，方便用户测试当前输出信号通道的电气结果，在本发明实施例提供的仿真机中，AD子模块和DA子模块对信号调理后，将调理后的信号输出到背板总线1中，由背板总线1统一输出。

在一可选实施例中，如图3所示，本发明实施例提供的仿真机还包括信号切换板块6，信号切换板块6与背板总线1连接，并通过背板总线1与其他功能板块连接，当仿真机、被测设备和其他设备形成测试系统，需要将仿真机和被测设备中的其中一个设备接入系统完成测试任务时，可以通过信号切换板块6控制实现电路切换，将仿真机或被测设备接入测试系统。

在一可选实施例中，如图6所示，信号切换板块6包括继电器控制模块、继电器模块、指示灯。

继电器控制模块分别与背板总线1和继电器模块连接，通过背板总线1接收继电器控制命令，并根据继电器控制命令控制继电器模块切换电路，具体地，继电器控制模块可以为复杂可编程逻辑器件，接收的继电器控制命令可以为RS485控制命令。

继电器模块分别与背板总线1和继电器控制模块连接，至少包括第一电路和第二电路，导通第一电路时，输出仿真机数据，导通第二电路时，输出被测设备数据。在具体实施例中，继电器模块可以通过单刀双掷开关控制第一电路和第二电路的通断。

指示灯用于显示第一电路或第二电路的导通状态，示例性地，当指示灯为红色时，表示第一电路和第二电路都断开，当指示灯为蓝色时，表示第一电路导通，当指示灯为绿色时，表示第二电路导通。

在一可选实施例中，如图7所示，在本发明实施例提供的仿真机中，CPU板块3包括：CPU/主板模块、无线通信模块、扩展模块。

CPU/主板模块用于实现仿真机的操作系统运行、任务调度、用户应用程序运行，板卡管理等功能。

无线通信模块用于实现与其他终端设备的无线通信，例如，无线通信模块可以包括5G模块和天线，5G模块通过天线模块，接入公网/私有5G网络，实现仿真机的5G网络互联。

扩展模块可以包括USB模块和串口模块中的一个或多个，USB模块可以为仿真机提供USB扩展接口，串口模块可以为仿真机提供串口接口，通过不同的扩展模块可以为仿真机提供不同的对外扩展接口，将仿真机与其他外接设备连接。

在一可选实施例中，可以将上述功能板卡及背板总线1封装在如图8所示的壳体中，形成仿真机，如图9所示，壳体中包括多个插槽和背板，插槽用于放置各功能板卡，背板中封装有背板总线1，功能板卡插入插槽后，可与背板总线1连接，示例性地，在插槽中插入各功能板卡后的示意图如图10所示。在一具体实施例中，如图11所示，仿真机的壳体背部包括散热风扇、电源输出接口、至少一个被测设备接口、以太网接口等，如图12所示，各功能板卡的尺寸规格符合3U PXI外观，接插件可以选择J1和J2两种，其中，J1接口用于提供32位PCI局部定义的信号线，J2用于提供用于64位PCI传输和实现PXI电气特性的信号线，背板总线1接口如图13所示。

本发明实施例还提供了一种仿真测试方法，应用于上述任意一个实施例中提供的仿真机，当仿真机与被测设备连接时，仿真机通过如下步骤实现对被测设备的接口验证测试：

首先，确定被测设备的协议，根据与被测设备的协议相对应的配置对测试数据进行编码处理，通过与被测设备相对应的信号传输接口向被测设备发送编码处理后的测试数据；

然后，接收发送结果反馈信息，根据发送结果反馈信息得到被测设备的接口验证测试结果。

仿真机单机使用时，仿真机作为被测设备的外围仿真激励环境，和被测设备的接口一对一映射，即可完成上述测试过程，仿真机和被测设备的连接方式如图14所示。

在一可选实施例中，上述实施例提供的仿真机还支持多机使用模式，如图15所示，当需要对多个被测设备进行集成验证时，可以为每个被测设备连接一个仿真机，通过仿真机实现所有被测设备之间的互联，在对多个背被测设备进行集成验证时，可以在仿真机中加入信号切换板块6，通过信号切换板块6控制将被测设备或仿真机接入测试系统。

在一可选实施例中，当CPU板块3中包括无线通信模块时，仿真机还支持无线使用模式，通过无线使用模式可以实现所有被测设备之间不用物理线缆连接就可以完成数据交互及系统集成验证。

具体地，当CPU板块3中包括5G模块时，多个仿真机和被测设备可以形成如图16所示的测试系统，每个被测设备直接连接到仿真机，对应的仿真机负责作为被测设备的对外接口，完成被测设备物理接口的数据收发。所有的仿真机之间通过5G模块实现无线互联，如果使用5G公网，可以实现不同物理位置的被测设备之间的互联。

如图17为通过5G模块进行数据交互的原理示意图，被测设备发送数据，在仿真机中采集该数据，并通过5G模块将该数据封装在5G传输数据包中，发给其他被测设备。其他被测设备的仿真机通过5G模块接收到该数据后，从数据包中将传输内容解码后，通过仿真机和被测设备的连接总线接口发送出来，被测设备能够接收到该数据，从而完成无线数据传输和数据通讯。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。