CN109936483A - 通用智能远程数据集中器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用智能远程数据集中器，包含如下软件模块：配置表解析软件模块通过读取位置离散量获取通用智能远程数据集中器安装位置，并根据安装位置读取配置表获取当前位置的配置信息，将配置信息转换为内部数据结构，最后填充到数据接收模块、数据转发模块和数据发送软件模块的结构体中；数据接收模块周期读取接收缓存区中缓存的总线数据，根据配置将总线数据分解为数据集，并存入转发缓存区；数据转发模块依次读取转发缓存区中的数据集，将数据集根据配置分别放入发送消息指定的发送缓存区中；数据发送模块按照配置周期读取发送缓存区中的数据进行发送。本发明能实现高效、可靠、通用性强和可配置的转发。

Description

通用智能远程数据集中器

技术领域

本发明涉及航空系统嵌入式软件设计领域，特别是涉及远程数据接口类产品。

背景技术

远程数据集中器(RDC)，最早由波音公司提出，目前被广泛应用于民用飞机、运输飞机等航电系统中，A380和B737均采用了该技术。在飞机航电系统高度综合化(IMA架构)的背景下，远程数据接口单元作为遍布飞机各个位置的重要数据节点，越来越多的飞机采用了远程数据接口单元，它替代了传统的专用信号线路，并且有利于器件分离，使子系统、传感器以及效应器的布线和重量减至最少，易于系统更新，对航空系统的可靠性、可维护性、通用性等方面有着重要的意义。

我国自主设计的民用飞机C919大量使用了远程数据接口单元，但是该产品均来源于国外货架产品并且内部设计不透明，这不利于航空产业的自主可控。本项目依托某型民用运输机项目，在整体航电系统采用IMA架构的前提下，设计并实现一种可靠性高、通用性强、可配置的远程数据接口单元，实现多种数据之间的实时转换转发。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种通用智能远程数据集中器，该通用智能远程数据集中器能实现高效、可靠、通用性强和可配置的转发。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种通用智能远程数据集中器，包含的软件模块有配置表解析软件模块、数据接收模块、数据转发模块和数据发送软件模块，其中：

配置表解析软件模块在上电后执行，通过读取通用智能远程数据集中器的位置离散量获取通用智能远程数据集中器的安装位置，并根据安装位置从FLASH中读取配置表获取当前位置的配置信息，将正确的配置信息转换为内部数据结构，最后填充到数据接收模块、数据转发模块和数据发送软件模块的结构体中；

数据接收模块包含了若干条接收进程，每条接收进程负责一条总线数据的接收处理，接收进程周期读取接收缓存区中缓存的总线数据，根据配置将总线数据分解为数据集，并存入转发缓存区；

转发模块依次读取转发缓存区中的数据集，将数据集根据配置分别放入发送消息指定的发送缓存区中；

发送模块包含了若干条发送进程，每条发送进程负责一条总线数据的发送处理，发送进程按照配置周期读取发送缓存区中的数据进行发送。

进一步，转发模块包含若干个模型，各个模型独立定义，每个模型定义的数据参数包含输入参数、输入接口、输出接口、输出参数以及所执行的操作，将多个模型实例化并连接则构成了数据参数的逻辑或数值计算。

依据上述特征，所述配置表由远程数据接口单元配置工具负责编辑，所述远程数据接口单元配置工具包含RDIU配置信息可视化编辑模块和XML转二进制模块，所述RDIU配置信息可视化编辑模块用于新建、编辑配置表，所述XML转二进制模块用于将配置表转换成配置表解析软件模块能够解析的格式。

本发明为智能RDC及其他远程接口类产品的功能提供了设计实现的方法和思路，在保证可靠性、安全性的前提下，具有较强的通用性。由于智能RDC等接口类产品的数量较多、接口类型多样，因此本发明可极大提升远程接口类产品的功能设计和实现效率，提高设计效率、降低设计成本。配置工具具备通用性，在不同的项目中简单的开发格式换转工具即可做到适用。

附图说明

图1为通用智能远程数据集中器的网关功能示意图。

图2为通用智能远程数据集中器的运算及快速回环功能示意图。

图3为通用智能远程数据集中器中实现网关功能的软件模块结构示意图。

图4为配置表解析软件模块、数据接收软件模块、数据转发模块和数据发送软件模块运行流程示意图。

图5数据接收软件模块、数据转发模块和数据发送软件模块运行流程示意图。

图6是数据转发模块所使用的内部数据结构的示意图。

图7是通用智能远程数据集中器的一个实例示意。

图8是数据转发模块所使用模型定义示意图。

图9是远程数据接口单元配置工具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例所示的通用智能远程数据集中器具有如下两个功能：网关功能、运算及快速回环功能。网关功能主要用于数据转发以及网络间的链接，参见图1所示。运算及快速回环主要用于需要快速响应的环境或者控制器功能上，并直接在RDC上执行计算，并在远端进行回环处理，参见图2所示。

为实现网关功能，参见图3所示，通用智能远程数据集中器包含配置表解析软件模块、数据接收软件模块、数据转发模块和数据发送软件模块四个软件模块。

参见图4所示，配置表解析软件模块在上电后执行，通过读取通用智能远程数据集的位置离散量获取通用智能远程数据集安装位置，并根据安装位置从FLASH中读取的配置表获取当前位置的配置信息，对配置信息进行错误检查，并将正确的配置信息转换为内部数据结构，最后填充到其他软件模块的结构体中。此外，配置表解析软件模块会在解析配置表的过程中，记录解析过程，可实现配置表错误的定位和解析过程的查看。数据接收模块、数据转发模块和数据发送软件模块在配置表解析软件模块执行完成后开始运行，这三个软件模块周期运行。

参见图5所示，数据接收模块包含了若干条接收进程(Rx Process)，每条接收进程负责一条总线数据的接收处理，接收进程周期读取接收缓存区中缓存的总线数据，根据配置将总线数据分解为数据集(DataSet)，并存入转发缓存区。该数据接收模块具备数据过滤功能

数据转发模块中的转发进程(Router Process)依次读取转发缓存区中的数据集，将数据集根据配置分别放入发送消息指定的发送缓存区中。参见图6所示，数据转发任务(Route Task)所使用的内部数据结构包含了所有接收端数据集的转发缓冲区以及对应转发到的发送缓冲区的基地址、字节偏移、字节长度等信息。

发送模块包含了若干条发送进程(Tx Process)，每条发送进程负责一条总线数据的发送处理，发送进程按照配置周期读取在配置表解析阶段已创建绑定的发送缓存区中的数据进行发送。

参见图7所示，为通用智能远程数据集中器所实现的一组实验数据。

为了达到提高通用智能远程数据集中器转发的实时性、高效性，在通用智能远程数据集中器的软件设计中最小化了数据在内存中的搬运次数，将大量的代码执行转换为内存读写以达到用空间换取时间，优化了各个接口驱动，将必要的低速操作放到了FPGA中。

为了实现运算及快速回环功能，数据转发模块中将所有的接口、数据、运算操作进行模型化设计，对每个模型进行独立定义。模型的实例进行连接实现数据的所有操作和流转。如图8所示，每个模型定义了输入参数、输入接口、输出接口、输出参数以及所执行的操作。将多个模型实例化并连接则构成了数据参数的逻辑或数值计算。

本实施例还提供了一种用于编辑配置表的远程数据接口单元配置工具，远程数据接口单元配置工具实现对通用格式的配置文件XML进行创建、修改和查看，并将XML文件转换为RDIU软件可解析的二进制文件。参见图9所示，该工具包含RDIU配置信息可视化编辑模块和XML转二进制模块两部分。

工具的输入RDIU配置信息(XML)包括4部分：Gateway配置、EndSystem配置、Digital IO配置和Analog IO配置。Gateway配置包含了通用智能远程数据集中器要执行的网管功能的配置；EndSystem配置包含了通用智能远程数据集中器内ARINC664端系统的链路配置；Digital IO配置包含了ARCIN429、ARINC825等数据总线的端口配置；Analog IO配置包含了模拟量、离散量的配置。

远程数据接口单元配置工具导入XML后，通过界面展示所有的配置信息，方便设计人员对XML文件进行查看、修改和错误检查操作。

考虑到适航认证中图形化界面会增加适航难度，因此本项目中针对远程数据接口单元配置工具设计了DOS版本，剥离了可视化界面，并增加了必要的帮助提示以及生成过程中的日志记录，该DOS版可执行文件可直接增加到IMA平台工具链中，作为其中转换格式的一环使用。表1列出了支持的命令行参数。

表1命令行参数

Claims (3)

1.一种通用智能远程数据集中器，包含的软件模块有配置表解析软件模块、数据接收模块、数据转发模块和数据发送软件模块，其特征在于：

配置表解析软件模块在上电后执行，通过读取通用智能远程数据集中器的位置离散量获取通用智能远程数据集中器的安装位置，并根据安装位置从FLASH中读取配置表获取当前位置的配置信息，将正确的配置信息转换为内部数据结构，最后填充到数据接收模块、数据转发模块和数据发送软件模块的结构体中；

数据接收模块包含了若干条接收进程，每条接收进程负责一条总线数据的接收处理，接收进程周期读取接收缓存区中缓存的总线数据，根据配置将总线数据分解为数据集，并存入转发缓存区；

数据转发模块依次读取转发缓存区中的数据集，将数据集根据配置分别放入发送消息指定的发送缓存区中；

数据发送模块包含了若干条发送进程，每条发送进程负责一条总线数据的发送处理，发送进程按照配置周期读取发送缓存区中的数据进行发送。

2.根据权利要求1所述的一种通用智能远程数据集中器，其特征在于数据转发模块包含若干个模型，各个模型独立定义，每个模型定义的数据参数包含输入参数、输入接口、输出接口、输出参数以及所执行的操作，将多个模型实例化并连接则构成了数据参数的逻辑或数值计算。

3.根据权利要求1所述的一种通用智能远程数据集中器，其特征在于所述配置表由远程数据接口单元配置工具负责编辑，所述远程数据接口单元配置工具包含RDIU配置信息可视化编辑模块和XML转二进制模块，所述RDIU配置信息可视化编辑模块用于新建、编辑配置表，所述XML转二进制模块用于将配置表转换成配置表解析软件模块能够解析的格式。