2. 航电系统被测对象分析

在硬件在环（HIL）测试平台中，被测对象（DUT）不是一块孤立的电路板，而是由飞行控制、导航、显示、通信等多个航电分系统通过总线与离散线互连而成的功能整体。被测对象分析的目标，是把这些分系统拆解到"可被激励、可被观测、可被判定"的粒度，从而得到一份可执行的测试需求清单。分析不到位，后续的接口配置、激励建模和判据设计都会失去依据。

一、从功能链到接口清单

航电分系统的功能通常以"感知—计算—执行—呈现"的链路组织。以飞行控制分系统为例：大气数据与惯性传感器提供空速、攻角、姿态角速率；飞控计算机据此解算舵面指令；舵机回路驱动副翼、升降舵、方向舵；同时把状态量送往显示与告警系统。导航分系统则通过卫星接收机、惯导、无线电导航台获取位置与航向，并向飞控和显示输出导航解。显示分系统接收来自各分系统的状态与告警，完成画面生成与亮度、对比度控制。通信分系统承担甚高频话音、数据链、识别与监视等功能，其接口既包括射频，也包括与航电总线的数据交互。

把上述链路落到接口层面，需要区分三类接口：总线接口（如ARINC 429、ARINC 653分区、CAN、RS-422）、离散量接口（开关量输入/输出、使能、离散字）、模拟与射频接口（模拟电压、电流环、射频收发）。每一类接口在HIL中的激励与采集方式不同，因此必须在分析阶段就标注清楚。

二、接口参数化：把"功能"翻译成"信号"

接口清单只是骨架，真正决定HIL能否复现真实工况的是接口参数。以ARINC 429为例，需要明确：标签（Label）编号与含义、数据字格式（BNR/BCD/离散）、更新率（高/低/周期）、源/目的标识、以及该标签在正常与故障状态下的取值。例如某型大气数据计算机输出的空速标签，更新率为50 Hz，量程0～500 kn，分辨率0.125 kn；在HIL中，仿真卡必须按该更新率周期发送，且当仿真空速超过量程上限时，应能触发对应的超限告警位。

离散量接口则要标注有效电平、去抖时间与逻辑极性。例如起落架收放指令为28 V/开有效，去抖时间20 ms；若HIL的离散输出板卡默认上电为低电平，就必须在配置中显式设定初始状态，否则被测对象可能在上电瞬间误判为"收上"指令。模拟量接口需要标注量程、精度与参考地，例如舵面位置反馈为0～5 V对应-30°～+30°，则每伏对应12°，采集精度需优于0.1°才能满足判据要求。

三、测试需求提取的四个维度

从被测对象分析到测试需求，建议沿四个维度展开，避免遗漏：

• 功能正确性：给定输入，输出是否在容差内。例如飞控在接收到俯仰角速率阶跃激励后，舵面指令应在规定时间内达到预期幅值。
• 接口时序：报文周期、延迟、抖动是否满足协议。例如ARINC 429标签的更新周期偏差不应超过标称值的±10%。
• 边界与异常：超量程、断线、无效数据、总线丢帧时，被测对象是否进入安全状态并给出告警。
• 交联一致性：同一物理量在飞控、导航、显示三处的取值是否一致，避免"飞控认为正常、显示却告警"的矛盾。

以导航分系统为例，可提取的测试需求包括：GNSS位置跳变时惯导组合是否平滑过渡；无线电导航台切换时航向指示是否在允许时间内稳定；导航解无效时显示分系统是否显示"NAV INVALID"并触发主警告。这些需求都对应明确的激励条件、观测点和判据，而不是笼统的"验证导航功能"。

四、一份可执行的测试需求条目示例

测试需求应写成可追溯、可判定的条目。以下为飞行控制分系统俯仰通道的一条示例（参数为教学示例，非实测值）：

五、常见分析偏差

实践中容易出现的偏差有三类。其一是只列接口不列参数，导致HIL配置阶段反复返工；其二是忽略交联关系，把分系统当作孤立对象测试，无法暴露综合显示与告警逻辑的问题；其三是判据过于宽松，例如只写"舵面应有响应"，而没有幅值、时间与容差，测试结果无法自动判定。建议在需求评审时，逐条检查是否具备"激励条件—观测点—量化判据"三要素，缺一不可。

完成被测对象分析后，得到的输出应是一份结构化的接口与测试需求清单，它既是HIL平台硬件选型与通道分配的依据，也是后续测试用例编写和覆盖率统计的输入。下一阶段的工作，就是依据这份清单完成平台架构设计与资源映射。