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CN106708764A - 一种机载航电系统通用io处理系统 - Google Patents

一种机载航电系统通用io处理系统 Download PDF

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CN106708764A
CN106708764A CN201611079000.0A CN201611079000A CN106708764A CN 106708764 A CN106708764 A CN 106708764A CN 201611079000 A CN201611079000 A CN 201611079000A CN 106708764 A CN106708764 A CN 106708764A
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CN
China
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icd
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signal
message
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Application number
CN201611079000.0A
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English (en)
Inventor
王志宏
崔杰
王月
龚声民
高忠杰
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China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
Original Assignee
China Aeronautical Radio Electronics Research Institute
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Publication date
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/382—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter
    • G06F13/385—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter for adaptation of a particular data processing system to different peripheral devices

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Abstract

本发明公开了一种机载航电系统通用IO处理系统，包含配置生成工具模块和通用IO处理引擎模块，所述配置生成工具模块用于从应用数据集中获取应用的输入/输出参数以及应用对应的各个信号源，根据关联数据从ICD数据源中抽取各个信号源对应的信号，再通过该信号在ICD数据源中找到对应的消息，通过消息找到对应的通信接口，从而抽取出所有的配置信息生成配置文件；所述通用IO处理引擎依据配置文件创建通信接口，与外部进行通信，同时依据配置文件中的各种属性值进行相关操作。本发明有效地增强了航电应用功能的移植性，极大地提升了航电应用功能处理大规模、高复杂ICD数据时的开发效率，大幅降低了开发成本。

Description

一种机载航电系统通用IO处理系统
技术领域
本发明涉及计算机软件架构领域设计技术，特别涉及一种软件架构技术中使用的机载航电系统通用IO处理方法。
背景技术
随着航空电子技术的快速发展，机载航电系统先后经历了分立式航电、联合式航电和综合化航空电子三个阶段。特别是综合化航空电子系统具有资源共享程度高、数据融合程度强、软件功能密集等特点。航电系统的这些特点导致了设备间的接口ICD(InterfaceControl Document，接口控制文件)异常复杂，特别是面对功能高度综合的大型飞机航电系统时，由应用直接处理设备接口ICD的传统IO方法已经无法满足开发时间和开发成本的要求。
本发明通过将航电系统ICD抽象为Excel数据源和由模型表示的应用数据集，通过配置生成工具自动实现ICD和数据集的关联映射和转换配置，并由通用IO处理引擎实现对配置的解析，实现了航电系统ICD和具体航电应用功能的完全解耦。有效地增强了航电应用功能的移植性，极大地提升了航电应用功能处理大规模、高复杂ICD数据时的开发效率，大幅降低了开发成本。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种机载航电系统通用IO处理系统，为现代飞机航电系统开发提供一种具有高重用性，支持应用功能和系统ICD完全解耦的通用IO处理系统，该系统能显著地提高航电应用功能开发效率、降低开发成本。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
一种机载航电系统通用IO处理系统，包含配置生成工具模块和通用IO处理引擎模块：
所述配置生成工具模块用于从应用数据集中获取应用的输入/输出参数以及应用对应的各个信号源，根据应用关联数据从ICD数据源中抽取各个信号源对应的信号，再通过该信号在ICD数据源中找到对应的消息，通过消息找到对应的通信接口，从而抽取出所有的配置信息生成配置文件；
所述通用IO处理引擎依据配置文件创建通信接口，与外部进行通信，同时依据配置文件中的各种属性值解析接收到的消息、抽取信号、进行源选择、转换为应用所需要的参数，转换应用输出参数为输出信号，依据总线类型设置信号集的有效性，打包消息，发送消息。依据上述特征，所述ICD数据源是将各种航电系统ICD数据通过一组航电系统ICD数据表示规则转换而来。
依据上述特征，所述应用数据集是将采用模型表示的应用功能逻辑数据要求通过抽象为统一的关联数据、应用源信息和应用逻辑数据而来。
本发明的有益效果在于：本发明为现代大中型飞机航电系统软件开发提供一种重用性好、通用性高的IO处理方法。该发明实现了航电系统具体应用功能和航电系统ICD间的解耦，有效地增强了航电应用功能的移植性，极大地提升了航电应用功能处理大规模、高复杂ICD数据时的开发效率。
附图说明
图1是本发明一种机载航电系统通用IO处理方法的框图；
图2是本发明一种机载航电系统通用IO处理方法中ICD数据源处理方法框图；
图3是本发明一种机载航电系统通用IO处理方法应用数据集处理方法框图；
图4是本发明一种机载航电系统通用IO处理方法配置生成工具框图；
图5是本发明一种机载航电系统通用IO处理方法通用IO处理引擎框图；
图6是本发明一种机载航电系统通用IO处理方法通用IO处理引擎执行流程。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种机载航电系统通用IO处理系统，包含配置生成工具模块103、通用IO处理引擎模块104，通过配置生成工具模块自动实现ICD数据源101和应用数据集102的关联映射和转换配置，生成配置文件，并由通用IO处理引擎模块104实现对配置文件的解析，实现了航电系统ICD和具体航电应用功能的完全解耦。
如图2所示，ICD数据源101，定义了各种总线类型的输入/输出消息的各种属性，包括消息名称，消息的类型，消息的协议类型，消息的更新周期，最大消息的大小，消息的深度，消息采样周期，消息接收/发送端口号，消息ID号；同时定义了所有信号的各种属性，包括信号类型，信号的偏移位置，信号长度，输入信号对应的发送端，各类总线信号的有效性位的偏移位置。ICD数据源101是将各种航电系统ICD数据信通过一组航电系统ICD数据表示规则转换而来，采用EXCEL表示的易于阅读和处理的标准ICD数据源。具体的航电系统ICD数据，包括但不限于：ARINC664p7,ARINC 825,ARINC 429及离散量、模拟量等，被抽象表示一个由数据发送设备和数据接收设备组成的逻辑数据通道。
发送设备和接收设备通过逻辑端口来实现数据收发，端口由端口ID来标识；端口发送的接收的数据内容称为消息，消息是最基本的数据表示单元，由消息ID来标识，消息具有长度、内容和网络约束信息属性；一个消息中可以具有多个数据参数信息。接收设备通过接收参数和数据链接来建立数据参数的逻辑关系。任何形式的ICD数据均采用该方式进行逻辑表示，允许实际的数据流与逻辑数据流不同(如通过中继设备)。数据参数是消息中基础元素。对于ARINC 664p7，数据参数位于数据集中，采用FSS表示每个数据集的有效性，包括数据偏移、数据位偏移、数据集大小、参数位大小属性；对于ARINC 429字，支持标准的BNR、BCD格式；支持在ARINC 664p7消息中，嵌入ARINC 429数据(中继设备)。
如图3所示，应用数据集102，应用数据集是将采用模型表示的应用功能逻辑数据要求通过抽象为统一的关联数据、应用源信息和应用逻辑数据而来。
应用逻辑数据定义了应用软件输入参数属性值，属性包括参数名称，系统参数名称，数据类型，数据长度，参数默认值，参数最小值，参数最大值，对应的信号RpName；应用软件输出参数属性值，属性包括参数名称，系统参数，数据类型，数据长度，DpName。
应用源信息定义了同一个应用逻辑数据所有可能的信号源选择规则，支持在多个余度的数据源之间，依据信号源的优先级顺序和控制通道信息、切换时机的条件，选取可用的数据参数。各信号源的属性包括信号消费者，信号源名称，信号源所属信号源集，信号粒度，信号选择准则，信号源优先级等。
关联数据定义了ICD数据源中信号和应用参数的关联关系。
图4是本发明所述配置生成工具模块框图。配置生成工具驻留在PC机，配置工具通过关联数据将应用的各个信号源与ICD数据源中的一个信号相关联，这样配置工具可以对应用参数通过关联数据找到对应的信号，通过信号找到对应的输入消息，通过消息找到对应的通信接口，从而抽取出所有的配置信息，生成配置文件。配置文件包括消息接收/发送的相关信息，如AFDX总线，包含端口ID，端口名称，消息包的类型、长度、队列消息的长度、虚拟链路等信息；配置文件包括两种格式，一种是易于阅读和工具交换的XML文件，一种是易于程序处理的二进制文件。
链路配置信息符合APEX标准，它定义了消息在逻辑端口间的路由关系，支持单发单收和单发多收逻辑拓扑结构。
端口配置信息符合APEX标准，它定义数据源端和目的端可选用的逻辑端口信息，包括端口ID、端口名称、方向，支持采样、队列和SAP(服务访问点)类型。
测试接口定义了每个信号源的信号描述信息，测试工具可以根据此接口，进行测试程序的开发。
IO引擎配置信息定义的内容包括：APEX标准的端口信息；传输消息属性信息；消息和端口的对应关系；消息和数据参数的关系；逻辑参数和标准应用逻辑数据的对应关系；数据源余度选择信息。IO引擎配置信息属机载环境配置信息，支持通过CRC进行配置完整性校验。
图5是本发明所述通用IO处理引擎框图。通用IO处理引擎对依据生成的配置文件，确定数据传输的路由、确定消息的数据源，以及对信号/应用数据进行相互转换。其中数据传输的路由是指输入消息具体进入系统中的哪个应用，这是在系统初始化阶段，IO处理引擎依据配置文件创建具体的通信端口完成的。在系统运行时，应用接收到消息，依据配置文件抽取获取所需要的信号，并进行信号源选择，再依据配置表中信号类型和长度，数据类型和长度的定义，对信号/应用数据进行转换。
通用IO处理引擎通过标准的APEX接口进行通信，实现与操作系统和具体的运行平台的无关性，包括：CREATE_QUEUING_PORT、CREATE_SAMPLING_PORT、RECEIVE_QUEUING_MESSAGE、RECEIVE_SAMPLING_MESSAGE。
通用IO处理引擎通过格式共享内存实现和应用的高效率通信。在格式共享内存中，所有的应用功能逻辑数据按配置顺序进行排列，IO处理引擎通过直接内存操作的方式进行数据存取。
图6是通用IO处理引擎的执行流程图。通用IO处理引擎初始化完成后周期性的进行数据的收发处理，执行频率为所有数据的最高频率。通用IO处理引擎按逻辑数据的周期进行统一调度以提高执行效率。

Claims (3)

1.一种机载航电系统通用IO处理系统，包含配置生成工具模块和通用IO处理引擎模块，其特征在于：
所述配置生成工具模块用于从应用数据集中获取应用的输入/输出参数以及应用对应的各个信号源，根据关联数据从ICD数据源中抽取各个信号源对应的信号，再通过该信号在ICD数据源中找到对应的消息，通过消息找到对应的通信接口，从而抽取出所有的配置信息生成配置文件；
所述通用IO处理引擎依据配置文件创建通信接口，与外部进行通信，同时依据配置文件中的各种属性值解析接收到的消息、抽取信号、进行源选择、转换为应用所需要的参数，转换应用输出参数为输出信号，依据总线类型设置信号集的有效性，打包消息，发送消息。
2.根据权利要求1所述的一种机载航电系统通用IO处理系统，其特征在于所述ICD数据源是将各种航电系统ICD数据通过一组航电系统ICD数据表示规则转换而来。
3.根据权利要求1所述的一种机载航电系统通用IO处理系统，其特征在于所述应用数据集是将采用模型表示的应用功能逻辑数据要求通过抽象为统一的关联数据、应用源信息和应用逻辑数据而来。
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