综合电子系统顶层设计与验证决方案

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1、综合电子系统顶层设计与验证解决方案     随着电子技术的不断进步，综合电子系统（如航空电子系统）已经成为武器装备或交通工具上最为关键的组成部分，对提高整体的性能和安全性、降低系统全生命周期成本起到关键的作用。与此同时，对其性能及总线设计水平的要求也越来越高。传统的开发流程各个阶段的信息传递主要是基于文档的，很难适应功能越来越强大，系统越来越复杂的系统设计的需要。•   尽管工程师可以比较好完成开发流程中某一阶段的具体开发任务，但是各个开发任务之间信息的传递由于主要采用文档的方式，很容易在传递信息过程中发生理解错误，导致大量的重复

2、劳动，不但大大降低了工作效率，而且很难保证设计的一致性；•  另外，在开发早期引入的错误由于缺乏良好的验证手段通常很难发现，不能保证系统设计的正确性，从而导致后期大量的返工和维护成本。    采用基于模型的设计（MBD）思想，可以很好地解决传统的开发流程面临的问题。MBD思想具有如下的特点：•  层次化：模型可以采用分层的表示，或采用多个视图从不同的角度来刻画系统。随着开发阶段的深入，不断地对模型进行细化和充实，最大限度地保证模型的复用。从简单的模型过渡到复杂的模型，符合开发流程所需的从系统转移到功能单元，从需求转移到具体实现的特

3、点；•  可验证：模型本身是设计的形式化描述，具有无二义的特点。通过运行模型，能够在开发的各个阶段对系统进行评价。特别是，对于开发的不同阶段，对测试也有不同的要求。比如基于需求的测试，侧重于从需求的角度对系统的功能进行测试，一般发生在系统的集成测试和系统验收的阶段。而通过基于模型的设计环境，我们可以在V模式的需求开发和顶层设计阶段展开此项测试工作，为后期系统集成和验收打下坚实的基础。而在系统的详细设计阶段，再对模型进行全面的测试；•  支持实现：通过自动转化模型为代码，可以最大限度地避免由于手工转换导致的错误。另外，通过模型可以自

4、动的生成文档，大大地降低了文档准备工作。所生成的代码一方面可以用于建立产品的快速原型，对产品在最终实现之前采用半物理仿真的方式进行全面地功能性能测试；另一方面对应于产品中软件部分的算法模型，也可以生成产品级的代码应用于最终实际的产品中；•  可追溯性：由于整个开发流程通过模型整合起来，对于开发过程的更改控制就比较容易。辅之以方便的模型检查和测试手段，保证了开发过程中产品的一致性。由于需求可以关联到模型（设计），而模型关联到生成的代码和文档，这样就保证了设计更改的一致性。  1.解决方案    采用模型对电子系统的顶层设计进行描述，

5、可以使设计开发的成果在不同阶段得到高度复用，实现各阶段的平滑过渡：•   保证设计的一致性，避免重复性的劳动，提高工作效率；•  帮助工程师摆脱代码编写和底层调试等繁杂琐碎的工作，集中精力关注于系统设计；•  在设计过程中持续对设计进行验证，保证设计的正确和可靠。 1.1总体方案    综合电子系统顶层设计和验证的总体流程如下图所示：      综合电子系统的顶层设计与验证的工作流程，可大体分为五个阶段：任务设计与功能分解阶段、人机交互设计设计阶段、系统级设计与验证阶段、接口级设计与验证阶段、总线仿真和验证阶段。在每个设计验证阶段

6、，基于V模式的设计确认与验证贯穿始终。•   任务设计与功能分解阶段    在任务设计与功能分解阶段，设计人员主要通过对战场需求的分析，完成战场需求到整机需求的迁移，战场任务到整机任务的迁移，整机需求到综合电子系统需求的分解，获得各种任务剖面。    在此阶段，设计输入是明确的或拟定的战场任务，通过需求管理工具对战场需求进行分类、分级、管理，获得针对电子系统的总体需求。在总体需求下发后，设计人员根据战场任务的想定，进行电子系统的用例设计，通过反复的设计迭代，划分整机任务剖面，并对每个任务剖面涉及的需求进行梳理，保证对战场需求的覆盖

7、。设计人员通过需求管理工具，提交细化的电子系统需求分析产品，并对已提交的需求进行跟踪和验证，通过数据库对需求和任务剖面进行配置管理和变更管理，保证知识的延续性。•  人机交互设计阶段    在人机交互设计阶段，设计人员的主要任务是将面向任务剖面的电子系统功能需求转换为虚拟的POP设计界面，快速搭建乘员操作界面原型，与乘员进行需求沟通，使得需求分析的结果得到最终用户的确认。    在此阶段，设计输入是已完成功能分解的各项子任务和车电分系统需求，设计人员根据个各个子任务的具体要求，设计乘员的操作流程和规范，再设计过程中，逐步规划POP

8、界面。随着任务设计的逐步细化，POP界面功能也逐步细化，得到人车交互的设计成果，与最终用户沟通后，根据用户反馈对设计结果进行迭代。POP设计的成果可通过代码生成技术，作为后续全数字仿真验证的数据显示平台和用户输入平台。•  系统级设计与验证阶段