Design of SCA standard conformance test for hardware abstraction layer based on a satellite navigation receiver
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摘要: 针对卫星导航信号波形在不同硬件平台上的可移植性问题，在系统中引入Modem硬件抽象层(MHAL)后，实现了不同计算单元上组件间管理的统一性和通信的标准化. 为了便于测试MHAL的标准符合性[
1 ]，防止不同研制单位研制出互相不兼容的软件通信体系结构(SCA)通信设备，现以某卫星导航接收机为例说明具体硬件平台的MHAL测试方法，设计了一组测试用例集. 通过采用公共对象请求代理体系结构(CORBA)中间件TAO (The ACE ORB)和软件功能动态配置法，该测试用例集可屏蔽被测设备之间的差异，提高测试用例的通用性、兼容性、测试效率. 用户只需在PC端一键操作即可完成自动化测试. 结果表明：该测试用例集可以验证MHAL实现数据传输的能力、满足SCA标准的符合性程度和用户需求.-
关键词:
- 软件通信体系结构(SCA) /
- Modem硬件抽象层(MHAL)接口 /
- 通信标准化
Abstract: Aiming at the portability of satellite navigation signal waveform on different hardware platforms, after introducing the Hardware Abstraction Layer into the system, the unification of management and communication standardization between components in different computing units are realized. In order to test the conformity of modem hardware abstraction layer (MHAL)and prevent different research units from developing incompatible software communications architect (SCA) communication equipment, a Satellite navigation receiver is taken as an example. MHAL test method based on specific hardware platform is explained, and a set of test cases is designed. By using CORBA (Common Object Request Broker Architecture) middleware Tao and software function dynamic configuration method, the test case set can shield the differences between the tested devices, improve the universality, compatibility and test efficiency of test cases. And users can complete the automatic test with one key operation on the PC. The results show that the test suite can fully verify the ability of hardware abstraction layer to realize data transmission and meet the conformity of SCA, so as to meet the needs of users -
表 1 测试用例分类及测试对象
测试类型 测试项 覆盖接口/测试对象 MHAL接口符合性测试 MHAL GPP ComsumerPort pushPacket() ComsumerPort addTxRoute() ProducerPort pushPacket() ProducerPort getRxRoutes() MHAL DSP MhalComm() reroute_LD_sink() LD_of() MHAL FPGA 多深度FIFO发送 多深度FIFO接收 FIFO接收/RAM接收 /N-Word寄存器接收/Strobe接收 RFChain测试 MHAL RFChain RFC_DefModulationMode RFC_ModulationMode RFC_TxALCAttackTime RFC_TxALCDecayTime 性能测试 吞吐量 GPP与非GPP硬件抽象层吞吐量 非GPP间硬件抽象层吞吐量 
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表 2 pushPacket接口函数测试用例
基本描述 内容 名称 pushPacket方法 功能 向指定LD发送payload 类型 软件功能与接口 目的 验证该接口功能是否正常 约束 设备提供PF_MHALPacketConsumer接口 行为 调用此方法，观察返回值 复杂度 一般 测试级别 基本测试
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表 3 pushPacket方法期望测试结果
测试编号 期望测试结果 关键项说明 测试声明1 LD指定的MHAL目的端口没有收到报文，测试失败 是 测试声明2 LD指定的MHAL目的端口收到报文，测试成功 是
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表 4 设备工作频段测试用例
基本描述 内容 名称 设备工作频段测试 功能 GPP下发与工作频率相关的RF Chain消息至信道模块，信道模块对外输出射频信号 类型 RF Chain输出响应测试 目的 对设置工作频率的相关RF Chain消息进行SCA符合性测试 约束 GPP MHAL、FPGA MHAL正常工作 行为 运行此用例，通过频谱分析仪测量射频输出的中心频率指标参数 复杂度 一般 测试级别 基本测试
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表 6 GPP−>DSP/FPGA吞吐量测试用例
基本描述 内容 名称 GPP−>DSP/FPGA吞吐量测试 功能 测试GPP−>DSP/FPGA之间吞吐量指标 类型 软件功能与接口 目的 验证GPP−>DSP/FPGA之间吞吐量是否满足需求 约束 GPP/DSP/FPGA MHAL正常工作 行为 运行此用例，计算吞吐量并判断其是否满足需求 复杂度 一般 测试级别 基本测试
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表 8 两种测试方法对比
对比项 本文测试方法 传统测试方法 PC与被测设备的通信机制 PC与被测设备之间采用CORBA通信机制 PC与被测设备之间采用用户数据报协议(UDP)通信机制 GPP端是否运行测试用例 GPP端无测试用例 GPP端必须植入嵌入式测试用例，此代理程序通过消息转发建立MHAL与PC端测试用例之间的通信链路 用户体验对比 用户只需在PC端一键操作，启动测试软件，即可完成MHAL接口符合性测试 需在被测设备供应商提供的基础工程中添加测试用例，编译生成可执行文件，并将该可执行文件加载至被测设备启动，然后运行PC端测试用例进行测试
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[1] 粟欣, 许希斌. 软件无线电原理与技术[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2010: 29. [2] Joint program executive office (JPEO) Joint tactical radio system (JTRS). Software communications architecture specification, Version 4.0[S/OL]. [2020-11-20]. Space and Naval Warfare Systems Center San Diego 53560 Hull Street, San Diego CA 92152-5001, 2012. https://www.defense.gov/ [3] Joint program executive office (JPEO) Joint tactical radio system (JTRS). Software communications architecture specification, Version 4.1[S/OL]. [2020-11-20]. Space and Naval Warfare Systems Center San Diego 53560 Hull Street, San Diego CA 92152-5001, 2015. https://www.defense.gov/ [4] 郝嘉禄. 软件无线电支撑应用系统设计与实现[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2015. [5] 张剑锋, 马叶锋. 软件无线电及 SCA 简介[J]. 通信与广播电视, 2006(1): 9-13, 23. [6] 李兰花. 基于SCA和USRP的通信系统设计与实现[D]. 长沙: 湖南师范大学, 2016. [7] 唐麒. 小型化软件通信体系结构的研究与实现[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2011. [8] GOMEZ I, MAROJEVIC V, GELONCH A. ALOE: an open-source SDR execution environment with cognitive computing resource management capabilities[J]. IEEE Communication Magazine, 2011, 49(9): 76-83. DOI: 10.1109/MCOM.2011.6011737 [9] 李雅萍, 杨尚森, 李阳. CORBA 技术在 SCA 系统中的应用[J]. 计算机工程与设计, 2008, 29(16):4200-4203, 4206. [10] 赵匡. 基于 SDR-4000 的软件无线电体系架构设计实现[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2012. -
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图(5) / 表(8)
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