CN106250308A - 一种基于仿真数据模型的模拟器系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于仿真数据模型的模拟器系统,包括配置单元、仿真数据模型单元、任务执行逻辑单元、数据接口单元、辅助单元五部分;本发明还公开了上述系统的实施方法,包括创建接口文档、创建仿真数据模型内存对象、创建并连接数据源、创建任务并运行执行逻辑、创建并运行辅助单元、接收外部指令、发送仿真数据等步骤。本发明通过接口文档与执行逻辑,可以满足各类仿真业务逻辑的需求;通过数据接口单元,可以匹配多类型的数据接口(包括硬件驱动接口和其他形式接口);本发明极大的提高了模拟器的标准化和通用化程度、减少了业务变更造成的风险,保护了用户的投资。
Description
技术领域
本发明属于测试仿真试验技术领域,尤其涉及一种基于仿真数据模型的模拟器系统及该模拟器系统的实施方法。
背景技术
传统的模拟器都是单一逻辑、无法配置和变更的“黑盒”,无法实现数据的标准化与可配置。这样导致在业务数据发生改变时,模拟器需要重新推翻,前期投资无法得到保护,造成了很大程度的浪费。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处,本发明提供了一种基于仿真数据模型的模拟器系统及方法。
为了解决以上技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于仿真数据模型的模拟器系统,包括配置单元、仿真数据模型单元、任务执行逻辑单元、辅助单元、数据接口单元;
配置单元根据被仿真对象的仿真需求,分别创建模型接口文档、任务接口文档、辅助单元接口文档、数据接口文档,并将上述接口文档分别作为仿真数据模型单元、任务执行逻辑单元、辅助单元、数据接口单元的输入;
仿真数据模型单元负责加载模型接口文档,创建仿真数据模型的内存对象并进行管理维护,供任务执行逻辑单元、辅助单元获取或更新数据;
任务执行逻辑单元负责加载任务接口文档,创建执行任务并按照被仿真对象的业务逻辑运行,接收外部指令并更新仿真数据;执行任务分为周期性任务和非周期性任务;
辅助单元作为任务执行逻辑单元的辅助模块,完成周期任务、非周期任务以外的仿真功能;如通讯类数据的编码、解码操作等;
辅助单元一方面与任务执行逻辑单元进行数据交互,一方面可独立更新仿真数据模型的数据;
数据接口单元负责加载数据接口文档,建立并管理与外部系统(上位机系统、其他模拟器系统或被测试产品)通信的数据接口;数据接口可以是硬件驱动接口,也可以是文件/共享内存/API/进程间通信等其他形式接口;
本发明还提供了上述基于仿真数据模型的模拟器系统的实施方法,包括以下步骤:
(一)创建接口文档;
在配置单元,依据被仿真模拟设备的仿真需求和接口资料,配置并生成接口文档;接口文档为XML文件形式,包括模型接口文档、任务接口文档、辅助单元接口文档、数据接口文档;
(二)创建仿真数据模型内存对象
仿真数据模型单元加载模型接口文档,并建立仿真数据模型的内存对象,整个仿真过程都是对仿真数据的读写过程;
(三)创建数据接口
数据接口单元根据数据接口文档,创建数据接口,数据接口可以是硬件驱动接口,也可以是文件/共享内存/API/进程间通信等其他形式接口;
(四)创建任务并运行执行逻辑
任务执行逻辑单元根据任务接口文档,创建各类周期或者非周期性任务;
(五)创建并运行辅助单元
辅助单元根据辅助单元接口文档,创建辅助单元模块并运行,如编码组件和解码组件,作为任务执行逻辑单元的辅助模块;
(六)接收外部指令
在(一)至(五)步工作完成后,系统正式开始仿真模拟功能,通过数据接口单元接收外部指令,该指令传递给任务执行逻辑单元做出相应指令动作;
(七)发送仿真数据
在(一)至(五)步工作完成后,任务执行逻辑单元从仿真数据模型单元处获取数据,通过数据接口单元对外发布,外部系统可实时接收模拟器的各类仿真数据。
其中,配置单元根据被仿真对象的仿真需求、接口资料,以XML文件形式输出四类接口文档,具体包括:
(一)模型接口文档:定义仿真数据模型的结构;
(二)任务接口文档:定义各类任务的内容结构;
(三)辅助单元接口文档:定义辅助单元接口,如编码接口文档、解码接口文档;
(四)数据接口文档:定义数据接口的配置内容。
仿真数据模型单元根据模型接口文档建立,它是以测点对象为基本单元,仿真数据模型具体包括:
(一)测点对象名称:对应于被模拟仿真对象的每一个仿真接口,唯一标识测点对象;
(二)工程单位:不同测点对象对应不同单位;
(三)取值描述:单个测点对象不同取值时的意义描述;
(四)采样率:只对采集信号有效,每秒需要采集的数据点个数;
(五)时钟:在一定的采样频率下,对应的采集时间;
(六)精度:每个数据由仪器资源或者传感器转换后的精度;
(七)原始数值:原始数值相对于工程数值而言,该值表示编码后以及解码前的总线类原始数据;
(八)工程数值:相对于原始数值而言,该值表示经编码前以及解码后的,具有一定工程意义的数值,必然对应相应的转换公式,完成原始数值与工程数值的转换;
(九)转换公式:代表了原始数值与工程数值之间的转换关系;
(十)合格阈值:每个数据的合格范围。
任务执行逻辑单元包括:
(二)周期任务:即按照某一周期循环运行的任务;
(二)非周期任务:即触发式、偶发性的任务,如触发了某个事件需独立运行该事件;该类任务通常执行完一次即停止,等待后续触发。
数据接口单元包括硬件驱动接口和文件/共享内存/API/进程间通信等其他形式接口。
辅助单元用于辅助任务执行逻辑单元完成通讯类业务仿真,包括编码组件和解码组件。
本发明具有以下有益效果:
1、通过接口文档与执行逻辑,可以满足各类仿真业务逻辑的需求;2、通过数据接口单元,可以匹配多类型的数据接口(包括硬件驱动接口和其他形式接口);3、极大的提高了模拟器的标准化和通用化程度、减少了业务变更造成的风险,保护了用户的投资。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明实施方法的流程图。
图3是本发明仿真数据模型结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本发明适用于自动化测试、数据采集与监控、仿真测试、故障模拟与诊断等应用场景,主要包括配置单元、仿真数据模型单元、任务执行逻辑单元、辅助单元、数据接口单元五大部分。
其中,配置单元根据被仿真对象的仿真需求、接口资料,以XML文件形式输出四类接口文档,具体包括:
(一)模型接口文档:定义仿真数据模型的结构;模型接口文档输出给仿真数据模型单元;
(二)任务接口文档:定义各类任务的内容结构;任务接口文档输出给任务执行逻辑单元;
(三)辅助单元接口文档:定义辅助单元接口,如编码接口文档、解码接口文档;辅助单元接口文档输出给辅助单元;
(四)数据接口文档:定义数据来源的配置内容;数据接口文档输出给数据接口单元。
仿真数据模型单元负责加载模型接口文档,创建仿真数据模型的内存对象并进行管理维护,供任务执行逻辑单元、辅助单元获取或更新数据,它是整个系统的数据基础。本发明的仿真数据模型以测点对象为基本单元,根据计量相关标准定义,如图3所示,具体包括
(一)测点对象名称:对应于被模拟仿真对象的每一个仿真接口,唯一标识测点对象;
(二)工程单位:不同测点对象对应不同单位;
(三)取值描述:单个测点对象不同取值时的意义描述;
(四)采样率:只对采集信号有效,每秒需要采集的数据点个数;
(五)时钟:在一定的采样频率下,对应的采集时间;
(六)精度:每个数据由仪器资源或者传感器转换后的精度;
(七)原始数值:原始数值相对于工程数值而言,该值表示编码后以及解码前的总线类原始数据;
(八)工程数值:相对于原始数值而言,该值表示经编码前以及解码后的,具有一定工程意义的数值,必然对应相应的转换公式,完成原始数值与工程数值的转换;
(九)转换公式:代表了原始数值与工程数值之间的转换关系;
(十)合格阈值:每个数据的合格范围。
任务执行逻辑单元负责加载任务接口文档,创建执行任务并按照被仿真对象的业务逻辑运行,接收外部指令并更新仿真数据,是整个系统的执行核心。执行任务分为周期性任务和非周期性任务。
其中,周期任务:即按照某一周期循环运行的任务;非周期任务:即触发式、偶发性的任务,如触发了某个事件需独立运行该事件;该类任务通常执行完一次即停止,等待后续触发。
数据接口单元负责加载数据接口文档,建立并管理与外部系统(上位机系统、其他模拟器系统或被测试产品)通信的数据接口;数据接口可以是硬件驱动接口,也可以是文件/共享内存/API/进程间通信等其他形式接口。
其中,硬件驱动接口:主要包括串口/网口/CAN/1553B等通讯类总线驱动接口、PXI/PCI/CPCI/LXI/GPIB等模块化仪器驱动接口、非标类硬件资源驱动接口等;硬件驱动接口控制硬件资源输出、并获取硬件采集的数据,从而与外部系统(上位机系统、其他模拟器系统或被测试产品)实现数据交互;
其他形式接口:包括文件/共享内存/API/进程间通信等,相对于硬件驱动接口,是软通讯接口,实现本模拟器系统与外部系统(上位机系统、其他模拟器系统或被测试产品)的数据交互。
辅助单元作为任务执行逻辑单元的辅助模块,完成周期任务、非周期任务以外的仿真功能;如通讯类数据的编码、解码操作等;此外,辅助单元一方面与任务执行逻辑单元进行数据交互,一方面可独立更新仿真数据模型的数据。辅助单元用于辅助任务执行逻辑单元完成通讯类业务仿真,包括编码组件和解码组件。
编码组件:按照一定的通讯协议,对任务执行逻辑单元接收的各类外部指令进行编码,生成符合通讯协议的二进制指令格式;
解码组件:按照一定的通讯协议,对任务执行逻辑单元产生的各类原始二进制仿真数据进行解码,生成可识别的工程参数值。
本发明还提供了上述基于仿真数据模型的模拟器系统的实施方法,如图2所示,具体包括以下步骤:
(一)创建接口文档;
在配置单元,依据被仿真模拟设备的仿真需求和接口资料,配置并生成接口文档;接口文档为XML文件形式,包括模型接口文档、任务接口文档、辅助单元接口文档、数据接口文档;
(二)创建仿真数据模型内存对象
仿真数据模型单元加载模型接口文档,并建立仿真数据模型的内存对象,整个仿真过程都是对仿真数据的读写过程;
(三)创建数据接口
数据接口单元根据数据接口文档,创建数据接口,数据接口可以是硬件驱动接口,也可以是文件/共享内存/API/进程间通信等其他形式接口;
(四)创建任务并运行执行逻辑
任务执行逻辑单元根据任务接口文档,创建各类周期或者非周期性任务;
(五)创建并运行辅助单元
辅助单元根据辅助单元接口文档,创建辅助单元模块并运行,如编码组件和解码组件,作为任务执行逻辑单元的辅助模块;
(六)接收外部指令
在(一)至(五)步工作完成后,系统正式开始仿真模拟功能,通过数据接口单元接收外部指令,该指令传递给任务执行逻辑单元做出相应指令动作;
(七)发送仿真数据
在(一)至(五)步工作完成后,任务执行逻辑单元从仿真数据模型单元处获取数据,通过数据接口单元对外发布,外部系统可实时接收模拟器的各类仿真数据。
本发明整个模拟器系统的传输的信息主要包括仿真数据和外部指令,信息流如图1所示。
外部指令信息流向:外部指令由外部系统(上位机系统、其他模拟器系统或被测试产品)发出,通过数据接口单元进入到模拟器系统内部,然后传递给任务执行逻辑单元处理,任务执行逻辑单元根据指令产生相应动作。如指令需传递给其他外部系统,则通过数据接口单元将指令转发给其他外部系统执行。在某些仿真任务下(如通讯类仿真时,需辅助单元配合完成指令信号的编码),则指令传入辅助单元按照一定通讯协议进行编码并生成二进制数据,再回传给任务执行逻辑单元执行。外部指令数据由仿真数据模型单元进行缓存,并由任务执行逻辑单元和辅助单元进行更新。
仿真数据信息流向:仿真数据由任务执行逻辑单元周期或非周期性产生,并实时更新仿真数据模型单元的内存对象。在某些仿真任务下(如通讯类仿真时,需辅助单元配合完成仿真信号的解码),则原始的二进制仿真数据传入辅助单元按照一定通讯协议解码,生成可识别的工程参数回传给任务执行逻辑单元处理、或者直接更新仿真数据模型中的内存对象。仿真数据经数据接口单元与外部系统(上位机系统、其他模拟器系统或被测试产品)实现数据交互,即仿真数据可输出给外部系统,外部系统数据也可进入模拟器并更新仿真数据。
上述实施方式并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于仿真数据模型的模拟器系统,其特征在于,它包括:配置单元、仿真数据模型单元、任务执行逻辑单元、辅助单元、数据接口单元;
所述配置单元根据被仿真对象的仿真需求,分别创建模型接口文档、任务接口文档、辅助单元接口文档、数据接口文档,并将上述接口文档分别作为仿真数据模型单元、任务执行逻辑单元、辅助单元、数据接口单元的输入;
所述仿真数据模型单元负责加载模型接口文档,创建仿真数据模型的内存对象并进行管理维护,供任务执行逻辑单元、辅助单元获取或更新数据;
所述任务执行逻辑单元负责加载任务接口文档,创建执行任务并按照被仿真对象的业务逻辑运行,接收外部指令并更新仿真数据;所述执行任务分为周期性任务和非周期性任务;
所述辅助单元作为任务执行逻辑单元的辅助模块,完成周期任务、非周期任务以外的仿真功能;所述辅助单元一方面与任务执行逻辑单元进行数据交互,一方面可独立更新仿真数据模型的数据;
所述数据接口单元负责加载数据接口文档,建立并管理与外部系统通信的数据接口。
2.一种基于仿真数据模型的模拟器系统的实施方法,其特征在于,包括以下步骤:
(一)创建接口文档;
在配置单元,依据被仿真模拟设备的仿真需求和接口资料,配置并生成接口文档;所述接口文档为XML文件形式,包括模型接口文档、任务接口文档、辅助单元接口文档、数据接口文档;
(二)创建仿真数据模型内存对象
仿真数据模型单元加载模型接口文档,并建立仿真数据模型的内存对象,整个仿真过程都是对仿真数据的读写过程;
(三)创建数据接口
数据接口单元根据数据接口文档,创建数据接口;
(四)创建任务并运行执行逻辑
任务执行逻辑单元根据任务接口文档,创建各类周期或者非周期性任务;
(五)创建并运行辅助单元
辅助单元根据辅助单元接口文档,创建辅助单元模块并运行;
(六)接收外部指令
在(一)至(五)步工作完成后,系统正式开始仿真模拟功能,通过数据接口单元接收外部指令,该指令传递给任务执行逻辑单元做出相应指令动作;
(七)发送仿真数据
在(一)至(五)步工作完成后,任务执行逻辑单元从仿真数据模型单元处获取数据,通过数据接口单元对外发布,外部系统可实时接收模拟器的各类仿真数据。
3.根据权利要求2所述的基于仿真数据模型的模拟器系统的实施方法,其特征在于,所述配置单元根据被仿真对象的仿真需求、接口资料,以XML文件形式输出四类接口文档,具体包括:
(一)模型接口文档:定义仿真数据模型的结构;
(二)任务接口文档:定义各类任务的内容结构;
(三)辅助单元接口文档:定义辅助单元接口;
(四)数据接口文档:定义数据接口的配置内容。
4.根据权利要求2所述的基于仿真数据模型的模拟器系统的实施方法,其特征在于,所述仿真数据模型单元根据所述模型接口文档建立,它是以测点对象为基本单元,仿真数据模型具体包括:
(一)测点对象名称:对应于被模拟仿真对象的每一个仿真接口,唯一标识测点对象;
(二)工程单位:不同测点对象对应不同单位;
(三)取值描述:单个测点对象不同取值时的意义描述;
(四)采样率:只对采集信号有效,每秒需要采集的数据点个数;
(五)时钟:在一定的采样频率下,对应的采集时间;
(六)精度:每个数据由仪器资源或者传感器转换后的精度;
(七)原始数值:原始数值相对于工程数值而言,该值表示编码后以及解码前的总线类原始数据;
(八)工程数值:相对于原始数值而言,该值表示经编码前以及解码后的,具有一定工程意义的数值,必然对应相应的转换公式,完成原始数值与工程数值的转换;
(九)转换公式:代表了原始数值与工程数值之间的转换关系;
(十)合格阈值:每个数据的合格范围。
5.根据权利要求2所述的基于仿真数据模型的模拟器系统的实施方法,其特征在于,所述任务执行逻辑单元包括:
(一)周期任务:即按照某一周期循环运行的任务;
(二)非周期任务:即触发式、偶发性的任务。
6.根据权利要求2所述的基于仿真数据模型的模拟器系统的实施方法,其特征在于,所述数据接口单元包括硬件驱动接口和文件/共享内存/API/进程间通信等其他形式接口。
7.根据权利要求2所述的基于仿真数据模型的模拟器系统的实施方法,其特征在于,所述辅助单元用于辅助任务执行逻辑单元完成通讯类业务仿真,包括:
编码组件:按照一定的通讯协议,对任务执行逻辑单元接收的各类外部指令进行编码,生成符合通讯协议的二进制指令格式;
解码组件:按照一定的通讯协议,对任务执行逻辑单元产生的各类原始二进制仿真数据进行解码,生成可识别的工程参数值。
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GR01 | Patent grant | ||
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