CN106991861A - 分布式模块化嵌入式战术训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分布式模块化嵌入式战术训练系统，属于飞机设计技术领域。它包括I/O接口模块、雷达处理模块、目标处理模块、武器处理模块、电子战处理模块、综合主处理模块、记录模块、电源模块；由内总线网络将上述I/O接口模块、雷达处理模块、目标处理模块、武器处理模块、电子战处理模块、综合主处理模块连接在一起，所述记录模块与综合主处理模块连接；本发明通过模块化资源共享和分布式处理等技术，使各功能模块能独立运行，但通过内总线又能形成一个有机整体，达到系统资源的高度共享和最佳的整体效能，以实现嵌入式战术训练系统的训练效能与性能、可使用性、保障性和寿命周期费用的平衡。

Description

分布式模块化嵌入式战术训练系统

技术领域

本发明涉及一种分布式模块化嵌入式战术训练系统，属于飞机设计技术领域。

背景技术

目前国际上，教练机的战术训练系统多种功能一般采用独立计算模块进行数据处理。随着嵌入式战术训练系统传感器、武器、电子战、目标复杂程度越来越高，对嵌入式战术训练系统的计算能力、可靠性、扩展性提出了更高的要求，传统的集成式嵌入式战术训练处理单元不能完全满足训练系统的使用需求，且目前的实时操作系统不具有故障隔离功能，一旦一个任务进程出错，会蔓延到整个战术训练软件，从而严重影响嵌入式战术训练功能。目前，国内在航空领域，还没有真正意义上实现嵌入式战术训练，相应在分布式模块化嵌入式训练系统构型领域尚处于空白。因此，有必要开展分布式模块化嵌入式训练系统构型开发。

发明内容

本发明目的在于提供一种分布式模块化嵌入式战术训练系统，鉴于战斗/教练机的嵌入式战术训练的技术特征，其对训练的可靠性提出了越来越高的要求。本发明针对嵌入式战术训练系统的功能特点，把训练系统的虚拟目标、虚拟雷达、虚拟电子战、虚拟武器、综合主处理等功能及相应设备，通过模块化资源共享和分布式处理等技术，使各功能模块能独立运行，但通过内总线又能形成一个有机整体，达到系统资源的高度共享和最佳的整体效能，以实现嵌入式战术训练系统的训练效能与性能、可使用性、保障性和寿命周期费用的平衡。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种分布式模块化嵌入式战术训练系统，它包括I/O接口模块、雷达处理模块、目标处理模块、武器处理模块、电子战处理模块、综合主处理模块、记录模块、电源模块；

由内总线网络将上述I/O接口模块、雷达处理模块、目标处理模块、武器处理模块、电子战处理模块、综合主处理模块连接在一起，所述记录模块与综合主处理模块连接；

所述I/O接口模块采集/输出多种总线信号和开关量信号；

所述雷达处理模块提供虚拟武器的仿真运算环境，用于模拟/仿真雷达系统的工作；

所述目标处理模块提供虚拟对抗环境；

所述电子战处理模块提供有源/无源电子对抗相关处理；

所述武器模块提供虚拟武器的仿真运算环境，用于实现虚拟武器的虚拟外挂管理、虚拟武器、虚拟武器火控解算功能；

综合主处理模块提供主处理运算环境，用于产品内部数据的交换、任务调度和产品的统一维护，模块还承担向数据卡写入数据、加载任务数据、将任务数据分发给各相关功能模块、与保障设备通信功能。

记录模块用于存储嵌入式战术训练的任务规划数据以及记录飞行任务训练过程中产生的数据。

进一步的，所述航电系统与I/O接口模块连接。

进一步的，所述电源模块为该战术训练系统提供电源。

嵌入式战术训练计算机采用背板总线结构的机载计算机，主要任务是大批量数据的处理、总线数据的实时采集和收发。主要处理的数据包括虚拟目标、虚拟雷达、虚拟武器、虚拟雷达告警等，基于功能部件独立性设计的原则，将产品设计成多个独立的硬件功能模块，每一类功能的处理都采用高性能的计算机模块作为其专用的处理模块，独占CPU模式，将产品中各种大量的运算工作分散完成，并由主处理模块完成任务调度、工作分配以及数据记录。

建立在此种架构之上的嵌入式训练系统具备如下功能：

1、虚拟目标仿真；

2、机载传感器仿真；

3、空空/空地武器仿真；

4、虚拟外挂仿真；

5、电子战仿真。

加装此种架构嵌入式训练系统的战斗机/教练机具备下列训练能力：

1、机载传感器操作及战术应用训练；

2、武器操作及战术应用训练；

3、作战态势综合感知训练；

4、电子战操作及战术应用训练。

本发明的有益效果：

本发明是一种新型的战斗/教练机战术训练系统构型。采用分布式模块化战术训练系统设计理念，基于高带宽、延迟确定、高可靠性、扩展性好的全双工交换式以太网总线数据网络，采用背板总线结构对嵌入式战术训练中的虚拟目标、虚拟雷达、虚拟武器、虚拟雷达告警等数据进行大批量数据的处理，对总线数据进行实时采集和收发。

基于功能部件独立性设计的原则，将本发明设计成多个独立的硬件功能模块，每一类功能的处理都采用高性能的计算机模块作为其专用的处理模块，独占CPU模式，将产品中各种大量的运算工作分散完成，并由主处理模块完成任务调度、工作分配以及数据记录，实现嵌入式战术训练系统多模块间的资源共享、信息共享和分布式计算处理。本发明有利于进行嵌入式战术训练系统的处理资源合理有效配置与模块化管理、有利于系统的扩充和剪裁、有利于采用商用货价产品（COTS）技术、有利于系统的升级，并能降低系统的全寿命周期成本，便于实现系统的重构与容错，提高系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图中：1-I/O接口模块；2-雷达处理模块；3-目标处理模块；4-武器处理模块；5-电子战处理模块；6-综合主处理模块；7-记录模块；8-电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述：

一种分布式模块化嵌入式战术训练系统，它包括I/O接口模块1、雷达处理模块2、目标处理模块3、武器处理模块4、电子战处理模块5、综合主处理模块6、记录模块7、电源模块8；

由内总线网络将上述I/O接口模块1、雷达处理模块2、目标处理模块3、武器处理模块4、电子战处理模块5、综合主处理模块6连接在一起，所述记录模块7与综合主处理模块6连接；

所述I/O接口模块1采集/输出多种总线信号和开关量信号；

所述雷达处理模块2提供虚拟武器的仿真运算环境，用于模拟/仿真雷达系统的工作；

所述目标处理模块3提供虚拟对抗环境；

所述电子战处理模块5提供有源/无源电子对抗相关处理；

所述武器模块4提供虚拟武器的仿真运算环境，用于实现虚拟武器的虚拟外挂管理、虚拟武器、虚拟武器火控解算功能；

所述综合主处理模块6提供主处理运算环境，用于产品内部数据的交换、任务调度和产品的统一维护，模块还承担向数据卡写入数据、加载任务数据、将任务数据分发给各相关功能模块、与保障设备通信功能。

所述记录模块7用于存储嵌入式战术训练的任务规划数据以及记录飞行任务训练过程中产生的数据。

航电系统与I/O接口模块1连接。

电源模块8为该战术训练系统提供电源。

嵌入式战术训练系统由内总线网络将各分功能模块连接在一起，实现嵌入式战术训练系统的运算处理、集中控制，分布式模块化嵌入式战术训练系统构型如图1所示，各功能模块均为独立的计算处理模块。综合主处理模块作为嵌入式式战术训练系统全系统的控制核心实现对虚拟目标、虚拟雷达、虚拟电子战、虚拟武器模块的输入输出调度、与航电显控系统/数据链的信息交互等功能。

Claims (3)

1.一种分布式模块化嵌入式战术训练系统，其特征在于：它包括I/O接口模块（1）、雷达处理模块（2）、目标处理模块（3）、武器处理模块（4）、电子战处理模块（5）、综合主处理模块（6）、记录模块（7）、电源模块（8）；

由内总线网络将上述I/O接口模块（1）、雷达处理模块（2）、目标处理模块（3）、武器处理模块（4）、电子战处理模块（5）、综合主处理模块（6）连接在一起，所述记录模块（7）与综合主处理模块（6）连接；

所述I/O接口模块（1）采集/输出多种总线信号和开关量信号；

所述雷达处理模块（2）提供虚拟武器的仿真运算环境，用于模拟/仿真雷达系统的工作；

所述目标处理模块（3）提供虚拟对抗环境；

所述电子战处理模块（5）提供有源/无源电子对抗相关处理；

所述武器模块（4）提供虚拟武器的仿真运算环境，用于实现虚拟武器的虚拟外挂管理、虚拟武器、虚拟武器火控解算功能；

综合主处理模块（6）提供主处理运算环境，用于产品内部数据的交换、任务调度和产品的统一维护，模块还承担向数据卡写入数据、加载任务数据、将任务数据分发给各相关功能模块、与保障设备通信功能；

记录模块（7）用于存储嵌入式战术训练的任务规划数据以及记录飞行任务训练过程中产生的数据。

2.根据权利要求1所述的分布式模块化嵌入式战术训练系统，其特征在于：航电系统与I/O接口模块（1）连接。

3.根据权利要求1所述的分布式模块化嵌入式战术训练系统，其特征在于：电源模块（8）为该战术训练系统提供电源。