分布式航空电子系统蓝图仿真技术的研究

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1、第40卷第4期2010年7月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV01．40No．4Jul．2010分布式航空电子系统蓝图仿真技术的研究贾璐，胡林平，齐晓斌(中国航空计算技术研究所，陕西西安710068)摘要：基于ASAAC的分布式航空电子系统应用日益广泛，蓝图作为ASSAC提出的系统管理和资源配置的核心概念，其通信和故障管理配置的正确性成为分布式航电系统需要解决的重要问题。利用仿真技术模拟蓝图运行的分布式航电系统，尤其是其数据通信和故障处理方面的性能，在系统

2、设计早期就可以有效地发现原型系统中存在的设计缺陷，极大地缩短了开发周期，减小了系统开发风险。关键词：ASSAC；ARINC653；蓝图；分布式仿真；Eclipse中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1671．654X(2010)04—0108．04引言近年来随着基于ASSAC体系结构和ARINC653标准的航电系统的广泛应用，以及仿真技术研究的不断开展，航电系统的仿真研究有了进一步的发展。但现有航电系统的仿真主要集中在系统自身环境或单元模块的仿真上，缺少针对系统蓝图的航电系统资源分

3、配和系统管理行为定义的仿真研究。ASSAC航电系统结构复杂，系统蓝图包含的配置信息种类繁多、集成复杂程度高，正确性难以得到保证，这些都给蓝图的开发带来了很大困难。因此就需要对设计初期的分布式航电原型系统进行仿真，通过对仿真系统运行时功能和性能观察，发现蓝图中存在的设计缺陷。本文对分布式航电系统的体系结构和系统管理原理进行了介绍，并利用仿真技术，对蓝图描述的分布式航电系统及应用进行了仿真，通过对仿真结果的分析，验证了蓝图中各系统配置信息的正确性，并证明蓝图中配置的各种资源满足了系统性能要求。1基于

4、ASSAC的分布式航电系统蓝图仿真1．1ASSACASSAC是由法、德、英和美政府建立的联合标准航电结构委员会，目标是形成应用于未来军用飞机的嵌入式航电系统的核心处理的标准。在基于ASSAC的航电系统结构中，航电系统由系统管理软件负责配置所需的节点上的软件硬件资源，调度应用运行操作的模式，启动应用功能的应用软件实现其算法，监控系统的健康状态，处理各种故障，实施系统的重构。1．2蓝图和系统管理系统管理由在应用层的应用管理和在操作系统层的通用系统管理组成。系统管理为从系统初始化、到故障检测、故障定位

5、、故障隔离、故障处理、系统重构、安全管理、直到系统关机提供支持。应用管理在实现上与具体应用有关，是功能应用和通用系统管理的桥梁。通用系统管理是系统可靠性、安全性保障的基础，它负责整个航电系统安全运行。。’一一一一：；；；；；；；；；；一：二：：：二：：‘‘。。。。‘一。一‘龆匝珂区管理l系统镪擞臣习匪羽叫习麓l兰兰竺墨l图1系统管理和蓝图的关系示意图蓝图是ASSAC系统管理的核心概念，其中定义系统资源配置和控制系统行为，配置和描述了应用任务、消息通信、系统控制、故障处理等所有必要的配置信息和状态

6、机信息。蓝图是系统设计结果的集中体现，系统管理使用蓝图来完成各种系统管理工作，蓝图信息可控制系统的行为来适用于不同的应用要求。系统管理和蓝图的关系如图1。2分布式航电蓝图仿真系统设计2．1仿真的目的本仿真系统是对基于ASSAC标准的分布式航电收稿日期：2010．03．19修订日期：2010．05．24作者简介：贾璐(1981一)，男。陕西西安人，工程师，硕士研究生，研究方向为嵌入式软件开发。2010年7月贾璐等：分布式航空电子系统蓝图仿真技术的研究·109·系统蓝图进行的嵌入式仿真研究，仿真目的

7、是为系统管理和应用程序运行提供行为信息、资源配置信息保障服务，通过仿真进行蓝图的执行及验证，并对蓝图的进一步改进提供依据。2．2系统功能分析分布式航电系统蓝图仿真系统主要具有以下功能：1)仿真系统能根据蓝图中的系统管理和应用配置信息，自动构建仿真系统软件、生成系统应用程序及可加载映像。2)能以自动或手动的方式产生仿真系统激励，模拟各种类型的系统故障和飞行员命令输人系统。3)能设置仿真系统的观察选项，包括仿真蓝图文件、BSP配置。4)仿真能在实际硬件系统上运行，以达到原场景的真实性能。5)能够实时

8、观察系统的运行状态，包括系统中的各种通信事件和故障处理情况。6)能够将观察到的系统状态记录成日志文件，供事后进行系统分析时使用。7)要求仿真系统对航电系统进行尽可能小的干扰并提供足够的可靠性，不能因为仿真系统影响系统的可靠性。2．3系统结构和功能设计分布式系统仿真工具分为两个部分：宿主机端部分和目标机端部分。宿主机端软件作为Eclipse的插件，插入到Eclipse平台中。目标机端软件作为仿真工具代理，一部分驻留在分区操作系统中，另一部分驻留在系统管理分区中。分布式系统仿真工具支持以太网连接方式