隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與軟硬件技術(shù)的快速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的功能日益強(qiáng)大，嵌入式設(shè)備和軟件應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬泛。近年來，嵌入式軟件代碼量呈爆炸式增長，對測試的要求越來越高，尤其是涉及防務(wù)、航空、汽車等安全關(guān)鍵領(lǐng)域。

半實物仿真測試系統(tǒng)的研制難度適中,投資成本較低,可以實現(xiàn)實物和仿真模型的實時交互,產(chǎn)生較真實的輸入輸出響應(yīng),測試結(jié)果的可靠性也較高。所以,它在工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,是一種性價比較高的混合測試方法。

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半實物仿真測試基本組成

半實物仿真測試系統(tǒng)屬于實時仿真系統(tǒng)，它是一種半實物實時技術(shù)，利用計算機(jī)接口將實物嵌入到軟件環(huán)境中，要求系統(tǒng)的軟件和硬件實時運(yùn)行，從而模擬整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。該系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：
1.仿真計算機(jī)

仿真計算機(jī)是實時仿真系統(tǒng)的核心部分，它運(yùn)行仿真環(huán)境和物理對象的數(shù)學(xué)模型程序。一般來說，采用分層模塊化建模方法，在仿真計算機(jī)中實時調(diào)度運(yùn)行，將模塊化程序劃分為不同的速率塊。對于復(fù)雜的大規(guī)模仿真系統(tǒng)，多臺計算機(jī)可以聯(lián)網(wǎng)并實時運(yùn)行。

2.物理效果設(shè)備

物理效果設(shè)備的作用是模擬現(xiàn)實世界中的物理環(huán)境，形成虛擬環(huán)境或模擬環(huán)境。物理效果設(shè)備是實現(xiàn)仿真系統(tǒng)所需的中間環(huán)節(jié)。其動態(tài)特性、靜態(tài)特性和時延都會對仿真系統(tǒng)的可信度和準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，因此必須有嚴(yán)格的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)要求。

3.設(shè)備接口模擬計算機(jī)輸出的驅(qū)動信號驅(qū)動接口轉(zhuǎn)換后相應(yīng)的物理效果設(shè)備。同時，接口裝置將操作者或物理系統(tǒng)的控制輸入信號反饋給仿真計算機(jī)。

模擬計算機(jī)輸出的驅(qū)動信號驅(qū)動接口轉(zhuǎn)換后相應(yīng)的物理效果設(shè)備。同時，接口裝置將操作者或物理系統(tǒng)的控制輸入信號反饋給仿真計算機(jī)。

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半實物仿真測試特征

半實物仿真測試是一種集實物測試裝置和計算機(jī)仿真模型為一體的混合測試方法。它具有以下主要特征:1. 部分實物,部分仿真。半實物仿真測試是由部分實物測試裝置和部分計算機(jī)仿真模型組合而成。它既保留了實物測試的部分真實性,又具有仿真測試的低成本高效優(yōu)點。2. 真實輸入與輸出。測試系統(tǒng)可以接受來自實物的輸入信號,產(chǎn)生作用于實物的輸出響應(yīng)。實物部件的輸入輸出性能可以實現(xiàn)比較真實的測試。3. 實時交互。實物部件和仿真模型之間可以實時交互,仿真模型可以根據(jù)實物的反饋實時調(diào)整,實現(xiàn)實物和仿真模型的協(xié)同工作。

4. 易于重構(gòu)。由于部分采用仿真模型,測試系統(tǒng)可以根據(jù)需要方便地重新配置更換不同的仿真模型和實物部件,構(gòu)建不同的測試平臺。5. 低成本高效。相比全實物測試和全仿真測試,半實物仿真測試系統(tǒng)的研制難度和成本更低,測試效率更高,周期更短。6. 測試效果可靠。部分采用實物部件,可以使測試結(jié)果具有較高的真實性和參考價值。雖不及全實物測試,但勝過全仿真。半實物仿真測試系統(tǒng)的研制難度適中,投資成本較低,可以實現(xiàn)實物和仿真模型的實時交互,產(chǎn)生較真實的輸入輸出響應(yīng),測試結(jié)果的可靠性也較高。所以,它在工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,是一種性價比較高的混合測試方法。

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半實物仿真測試應(yīng)用領(lǐng)域

半實物仿真測試具有用于半實物模擬測試的高速高精度模擬器；此外，該產(chǎn)品還擁有先進(jìn)完備的環(huán)境模擬設(shè)備。國產(chǎn)硬件在環(huán)仿真技術(shù)在導(dǎo)彈制導(dǎo)、導(dǎo)彈控制、衛(wèi)星姿態(tài)控制等應(yīng)用研究中也達(dá)到了較高水平。其特點是在回路中與實物相連，必須實時工作，即仿真模型的時間尺度與自然界的時間尺度相同。

簡而言之，半實物仿真測試是一種實時硬件技術(shù)，利用計算機(jī)接口將實物置于軟件環(huán)境中，要求系統(tǒng)的軟硬件實時運(yùn)行，從而模擬整個系統(tǒng)和內(nèi)部計算機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。是實時仿真系統(tǒng)的主要部分，半實物仿真測試運(yùn)行物理對象和仿真環(huán)境的數(shù)學(xué)模型和程序。一般采用分層模塊化的建模方法，將模塊化的程序劃分為不同的速率塊，并根據(jù)速率塊調(diào)度仿真計算機(jī)實時運(yùn)行。對于大型復(fù)雜仿真系統(tǒng)，可以將多臺計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)實時運(yùn)行。半實物仿真測試平臺是連接控制器和被控對象進(jìn)行測試的測試平臺，在基于半實物仿真的實驗中，能夠真實地反映控制器的動態(tài)特性、靜態(tài)特性和非線性因素，是一種比較實用的仿真測試技術(shù)。

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半實物仿真測試工具

凱云科技自主研發(fā)的ETest是完全國產(chǎn)化的半實物仿真測試開發(fā)環(huán)境，是國內(nèi)唯一一款將測試程序設(shè)計、測試用例設(shè)計、測試管理、實時仿真、界面設(shè)計、測試執(zhí)行等半實物仿真測試涉及的所有工作整合在一起的集成開發(fā)環(huán)境，且具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，可應(yīng)用于嵌入式軟件測試、快速原型驗證、硬件在環(huán)測試、工業(yè)自動化測試、系統(tǒng)集成驗證等場景。

ETest可廣泛應(yīng)用于航空航天、武器裝備、工業(yè)控制、汽車電子、儀器儀表等各行業(yè)測試工裝、測試儀器等設(shè)備的研發(fā)。具有應(yīng)用范圍廣、實時性強(qiáng)、開發(fā)效率高、使用簡單、易于擴(kuò)展、國產(chǎn)自主等特點，支持各種國產(chǎn)CPU+國產(chǎn)操作系統(tǒng)的部署方案，同時兼容Windows、linux、Mac等多種操作系統(tǒng)。