CN107066243A - 一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，包括设计ICD配置文件，设计通用的总线ICD解析器模型，设计总线ICD解析器配置文件，总线ICD解析器工厂类的设计，A429总线ICD解析器的创建，并将各种不同机载总线的ICD抽象成了一种通用的机载总线ICD模型进行打包与解析。本发明的有益效果是解决了各种机载总线的ICD在机载应用程序的代码中解析和打包接口的自动适配问题，将各种不同机载总线的ICD抽象成了一种通用的机载总线ICD模型，满足了机载应用程序在底层使用不同类型的总线进行通信的需求。

Description

一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法
技术领域
本发明属于飞机航电系统技术领域，涉及一种通用的机载总线接口控制文档ICD(Interface Control Document)的解析和打包方法。具体是通过对不同总线的ICD进行研究和分析，抽取共性特征，然后设计出一种通用的机载总线接口控制文档(ICD)模型，完成了针对不同总线的ICD在解析和打包时的通用性问题。从而为使用不同总线进行通信的复杂系统提供一种通用的ICD的解析和打包方法。为搭建通用的机载总线的测试与监控系统提供了良好的基础。
背景技术
随着航电系统的不断发展，通信总线的类型和数量在不断的增加。不同类型的总线在ICD格式的定义上存在一定的差异，使机载应用程序的代码必须依赖总线类型进行编写。从而导致，在编写机载应用代码时需要为不同类型的总线编写大量的代码，同时在新的总线类型出现时，机载应用程序也必须随之修改。因此为了满足机载应用程序在底层使用不同类型的总线进行通信的需求，必须对总线的ICD格式进行统一的规范、定义和管理，从而让机载应用程序可以自动适配不同类型的总线，完成通信的功能，并在更改通信总线时无需修改机载应用程序的代码。国内当前流行的ICD设计，依旧是针对某种特定类型的总线进行的专用设计，机载应用程序和底层通信总线耦合性过强，缺乏一种通用的ICD定义方法。
而本发明定义了一种通用的ICD模型，能让机载应用程序针对不同类型的总线完成自动适配功能，同时，当总线类型改变时，也不需要再改变原来的代码。这种方式，增强了机载应用程序对底层通信总线及通信协议变化的适应性，也为通用机载总线测试及监控系统设计提供了坚实的基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，解决了机载应用程序和底层通信总线耦合性过强的问题。
本方案提供了一种通用的机载总线ICD模型，保证了各种不同总线类型的ICD，在存储和管理上更加的规范和灵活。在机载代码中，针对不同类型总线自动适配能力的提高，使得机载代码的灵活性和复用性得到了很大的提升。该模型可以适配目前常用的多种机载总线类型，然后对其传输的数据进行打包和解析处理。编写机载应用程序时只需要对配置文档做相应的修改，即可实现适配功能。
本发明所采用的技术方案是：
设计ICD配置文件，在ICD配置文件中，包含ICD元素、BLOCK元素、SIGNAL元素和FIELD元素；
ICD元素是根元素，在一个ICD元素中包含多个BLOCK元素，每个BLOCK元素都是唯一存在的；
BLOCK元素的属性里，name表示的是块名称，wordNum表示块消息中的信号数量，flag表示块的唯一标志，belongTO表示该块所属的ICD名称，description表示给该块消息的注释，在每个BLOCK中包含多个SIGNAL，SIGNAL和BLOCK的关系是多对多的关系；
SIGNAL元素的属性里，name表示信号的字号，fieldCount表示信号中的字段数目，wordDesignation表示信号的字名称，value存放该信号的数据值，description表示给该信号的注释，SIGNAL是总线中通信的最小信息单位；
FIELD元素被SIGNAL元素包含，在FILED元素的属性里，name表示字段名称，frombit表示字段所占位段在该信号内的起始位置，tobit表示字段所占位段在该信号内的终止位置，value存放着该字段的数据值，resolution表示该字段的分辨率，description表示给该字段的注释，tobit和frombit的差值就是该FIELD元素所占位段的位数。
设计通用的总线ICD解析器模型，这个总线ICD解析器模型可以完成通用ICD的解析和打包功能，其体现形式为ICDParser抽象类，在类中定义三个标准接口规范：init()、getICD()和setICD()；
init()的作用是加载总线的ICD配置文件；
getICD()的作用是将数据按照ICD配置文件中规定格式进行打包处理；
setICD()的作用是将从总线上获取到的数据按照ICD配置文件中规定格式进行解析处理；
所有的总线ICD解析器必须继承该ICDParser类，并重写ICDParser类中的init()、getICD()和setICD()的三个外部接口；
设计总线ICD解析器配置文件：总线ICD解析器配置文件是为了在程序的初始化阶段，加载与总线ICD解析器相关的配置信息。在总线ICD解析器配置文件中包括：总线名称、解析器类名和解析器动态库名称。在总线ICD解析器配置文件中，每个ICD解析器对应一个Parser元素，BusName用来配置总线名称，DllName用来配置ICD解析器动态库名，ClassName用来配置ICD解析器类名；
总线ICD解析器工厂类的设计：在通用的总线ICD解析器模型中，设计一个总线ICD解析器的工厂类ICDParserFactory和一个保存总线ICD解析器相关信息的结构体BusParser，在ICDParserFactory类中设计了一个init()方法和一个getParser()方法，在BusParser结构体中定义三个成员，分别存放总线ICD解析器配置文件中的ICD解析器动态库名、总线名称和ICD解析器类名；
A429总线ICD解析器的创建：创建一个动态库，在动态库中设计一个A429Parser的类让其继承ICDParer类，并实现init()、getICD()、setICD()三个接口。然后将429总线的ICD配置到ICD配置文件中，在总线ICD解析器配置文件中增加一个Parser元素，配置429总线ICD解析器的动态库名、总线名、类名。
进一步，所述getICD()接口设置了五个参数，分别是发送端口号、需要打包的字段数组、字段所占的字节数、打包好的字节数组和打包好后所占的字节数，前三个参数是输入参数，后两个数输出参数；第一个参数是发送端口号，用来标注应用层将消息块通过那个端口进行发送；第二个参数是字段数组，里面存储着需要打包的消息块中所有的字段数，这些字段的值都是以计算机格式存储的；第三个参数表示的是整个字段数组在内存中所占的字节数；第四个参数字节数组，它存储的是字段数组按照ICD格式打包后的字节流；第五个参数表示打包后的字节数组的大小。
进一步，所述setICD()接口设置了和打包接口相同的五个参数；分别是接收端口号、字节数组、字节数组的字节数、解析后存放的字段数组、字段所占的字节数，前三个参数是输入参数，后两个参数是输出参数；第一个参数是接收端口号，用来标注通过那个端口从总线上接收数据；第二个参数是字节数组，里面存储着从总线上接收到的需要解析的字节流；第三个参数表示的是字节数组的大小；第四个参数字段数组，它的作用是存放对字节数组解析后的每个字段的数据；第五个参数表示解析后的字段数组所占的字节数。
进一步，所述init()方法的实现过程，判断总线ICD解析器配置文件是否存在，如果存在，则把总线ICD解析器配置文件中的Parser元素的各个属性值加载到程序中的BusParser结构体对象中。
进一步，所述getParser()方法的实现过程，getParser方法设置一个形式参数，该参数为BusParser类型，根据传入的参数中保存的总线ICD解析器动态库名来加载总线ICD解析器的动态库，根据保存的总线ICD解析器类名生成总线ICD解析器对象，声明一个ICDParser抽象类的指针，让其指向生成的总线ICD解析器对象，并将指针返回。
进一步，所述A429总线ICD解析器的使用：首先在程序的初始化阶段，调用总线ICD解析器的工厂类ICDParserFactory中的init()方法将总线ICD解析器配置文件解析并保存到BusParser结构体对象中，然后调用ICDParserFactory类中的getParser()方法生成A429Parser类的对象，让ICDParser类的指针指向该对象并返回，最后，根据返回的ICDParser类的指针操作init()方法完成A429总线ICD配置文件的加载，操作getICD()和setICD()完成A429总线ICD的打包和解析功能。
进一步，所述getICD()实现方法首先对需要打包的BLOCK进行循环遍历，找出每项SIGNAL，然后再循环遍历SIGNAL，找出每项的FIELD，根据保存的在FIELD中的frombit和tobit的值，将FIELD按位段进行压缩，并将其从计算机格式的数据转换成总线格式的数据，最后将打包后的字节数组返回，通过429总线的发送接口发送。
进一步，所述setICD()实现方法将所需要解析的BLOCK进行循环遍历，然后根据保存的在FIELD中的frombit和tobit的值，将每个FIELD还原回计算机格式的数据。
本发明的有益效果是解决了各种机载总线的ICD在机载应用程序的代码中解析和打包接口的自动适配问题，将各种不同机载总线的ICD抽象成了一种通用的机载总线ICD模型，满足了机载应用程序在底层使用不同类型的总线进行通信的需求。同时，本方案也为通用机载总线测试及监控系统的设计提供了核心的支撑。
附图说明
图1是ICD配置文件格式示意图；
图2是总线ICD解析器继承关系示意图；
图3是总线ICD解析器配置文件示意图；
图4是打包和解析流程图。
具体实施方式
本发明的具体步骤如下：
1)如图1所示，设计ICD配置文件：
在ICD配置文件中，包含四个元素。
●ICD元素：该元素是根元素，在一个ICD元素中可以包含多个BLOCK元素，每个BLOCK元素都是唯一存在的。
●BLOCK元素：在该元素的属性里，name表示的是块名称，wordNum表示块消息中的信号数量，flag表示块的唯一标志，belongTO表示该块所属的ICD名称，description表示给该块消息的注释。在每个BLOCK中可以包含多个SIGNAL，SIGNAL和BLOCK的关系是多对多的关系。
●SIGNAL元素：在该元素的属性里，name表示信号的字号，fieldCount表示信号中的字段数目，wordDesignation表示信号的字名称，value存放该信号的数据值，description表示给该信号的注释。SIGNAL是总线中通信的最小信息单位，就相当于计算机格式下的字节，目前流行的SIGNAL格式有8位、16位和32位这三种。
●FIELD元素：该元素被SIGNAL元素包含，在FILED元素的属性里，name表示字段名称，frombit表示字段所占位段在该信号内的起始位置，tobit表示字段所占位段在该信号内的终止位置，value存放着该字段的数据值，resolution表示该字段的分辨率，description表示给该字段的注释。tobit和frombit的差值就是该FIELD元素所占位段的位数。
2)设计通用的总线ICD解析器模型：这个总线ICD解析器模型可以完成通用ICD的解析和打包功能，其体现形式为ICDParser抽象类，在类中定义三个标准接口规范，init()、getICD()和setICD()。init()的作用是加载总线的ICD配置文件。getICD()的作用是将数据按照ICD配置文件中规定格式进行打包处理。setICD()的作用是将从总线上获取到的数据按照ICD配置文件中规定格式进行解析处理。所有的总线ICD解析器必须继承该ICDParser类，并重写ICDParser类中的init()、getICD()和setICD()的三个外部接口。通用的总线ICD解析器模型和具体总线ICD解析器的继承关系如图2所示。
3)设计打包与解析接口：在通用的总线ICD解析器模型中，getICD()接口设置了五个参数，分别是发送端口号、需要打包的字段数组、字段所占的字节数、打包好的字节数组和打包好后所占的字节数，前三个参数是输入参数，后两个数输出参数。第一个参数是发送端口号，用来标注应用层将消息块通过那个端口进行发送；第二个参数是字段数组，里面存储着需要打包的消息块中所有的字段数，这些字段的值都是以计算机格式存储的；第三个参数表示的是整个字段数组在内存中所占的字节数；第四个参数字节数组，它存储的是字段数组按照ICD格式打包后的字节流；第五个参数表示打包后的字节数组的大小。setICD()接口，同样也设置了和打包接口相同的五个参数。分别是接收端口号、字节数组、字节数组的字节数、解析后存放的字段数组、字段所占的字节数，同样的前三个参数也是输入参数，后两个参数是输出参数。第一个参数是接收端口号，用来标注通过那个端口从总线上接收数据；第二个参数是字节数组，里面存储着从总线上接收到的需要解析的字节流；第三个参数表示的是字节数组的大小；第四个参数字段数组，它的作用是存放对字节数组解析后的每个字段的数据；第五个参数表示解析后的字段数组所占的字节数。
4)设计总线ICD解析器配置文件：总线ICD解析器配置文件是为了在程序的初始化阶段，加载与总线ICD解析器相关的配置信息。在总线ICD解析器配置文件中包括：总线名称、解析器类名和解析器动态库名称。总线ICD解析器配置文件格式如图3所示。
在总线ICD解析器配置文件中，每个ICD解析器对应一个Parser元素，BusName用来配置总线名称，DllName用来配置ICD解析器动态库名，ClassName用来配置ICD解析器类名。
5)总线ICD解析器工厂类的设计与实现：
(1)总线ICD解析器工厂类的设计：在通用的总线ICD解析器模型中，设计一个总线ICD解析器的工厂类ICDParserFactory和一个保存总线ICD解析器相关信息的结构体BusParser。在ICDParserFactory类中设计了一个getParser()方法和一个init()方法。在BusParser结构体中定义三个成员，分别存放总线ICD解析器配置文件中的ICD解析器动态库名、总线名称和ICD解析器类名。
(2)总线ICD解析器工厂类的实现：init()方法的实现过程，判断总线ICD解析器配置文件是否存在，如果存在，则把总线ICD解析器配置文件中的Parser元素的各个属性值加载到程序中的BusParser结构体对象中。getParser()方法的实现过程，getParser方法设置一个形式参数，该参数为BusParser类型，根据传入的参数中保存的总线ICD解析器动态库名来加载总线ICD解析器的动态库，根据保存的总线ICD解析器类名生成总线ICD解析器对象，声明一个ICDParser抽象类的指针，让其指向生成的总线ICD解析器对象，并将指针返回。
6)A429总线ICD解析器的实现：
(1)A429总线ICD解析器的创建：创建一个动态库，在动态库中设计一个A429Parser的类让其继承ICDParer类，并实现init()、getICD()、setICD()三个接口。然后将429总线的ICD配置到ICD配置文件中，在总线ICD解析器配置文件中增加一个Parser元素，配置429总线ICD解析器的动态库名、总线名、类名。
(2)A429总线ICD解析器的使用：首先在程序的初始化阶段，调用总线ICD解析器的工厂类ICDParserFactory中的init()方法将总线ICD解析器配置文件解析并保存到BusParser结构体对象中。然后调用ICDParserFactory类中的getParser()方法生成A429Parser类的对象，让ICDParser类的指针指向该对象并返回。最后，根据返回的ICDParser类的指针操作init()方法完成A429总线ICD配置文件的加载，操作getICD()和setICD()完成A429总线ICD的打包和解析功能。
7)getICD()、setICD()实现的详细流程如图4所示。
在getICD()方法中，首先对需要打包的BLOCK进行循环遍历，找出每项SIGNAL，然后再循环遍历SIGNAL，找出每项的FIELD，根据保存的在FIELD中的frombit和tobit的值，将FIELD按位段进行压缩，并将其从计算机格式的数据转换成总线格式的数据，最后将打包后的字节数组返回，通过429总线的发送接口发送；在setICD()方法中，同样会将所需要解析的BLOCK进行循环遍历。然后根据保存的在FIELD中的frombit和tobit的值，将每个FIELD还原回计算机格式的数据。
本发明通用的机载总线ICD的解析和打包方法适用于目前常用的多种机载总线类型，然后对其传输的数据进行打包和解析处理。当机载应用程序的消息块要通过总线传输时，不需要了解具体的总线ICD，便可以对数据进行打包和解析处理，大大增强了程序的通用性和可扩展性。利用上述思想，形成了一种基于抽象思想的通用的机载总线ICD的解析和打包方法。采用面向对象的抽象思想，抽象出了通用ICD模型以及通用的打包和解析组件模型；再利用面向对象的继承和多态的思想，实现具体的某种总线的打包和解析组件。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，其特征在于：
设计ICD配置文件，在ICD配置文件中，包含ICD元素、BLOCK元素、SIGNAL元素和FIELD元素；
ICD元素是根元素，在一个ICD元素中包含多个BLOCK元素，每个BLOCK元素都是唯一存在的；
BLOCK元素的属性里，name表示的是块名称，wordNum表示块消息中的信号数量，flag表示块的唯一标志，belongTO表示该块所属的ICD名称，description表示给该块消息的注释，在每个BLOCK中包含多个SIGNAL，SIGNAL和BLOCK的关系是多对多的关系；
SIGNAL元素的属性里，name表示信号的字号，fieldCount表示信号中的字段数目，wordDesignation表示信号的字名称，value存放该信号的数据值，description表示给该信号的注释，SIGNAL是总线中通信的最小信息单位；
FIELD元素被SIGNAL元素包含，在FILED元素的属性里，name表示字段名称，frombit表示字段所占位段在该信号内的起始位置，tobit表示字段所占位段在该信号内的终止位置，value存放着该字段的数据值，resolution表示该字段的分辨率，description表示给该字段的注释，tobit和frombit的差值就是该FIELD元素所占位段的位数。
设计通用的总线ICD解析器模型，这个总线ICD解析器模型可以完成通用ICD的解析和打包功能，其体现形式为ICDParser抽象类，在类中定义三个标准接口规范：init()、getICD()和setICD()；
init()的作用是加载总线的ICD配置文件；
getICD()的作用是将数据按照ICD配置文件中规定格式进行打包处理；
setICD()的作用是将从总线上获取到的数据按照ICD配置文件中规定格式进行解析处理；
所有的总线ICD解析器必须继承该ICDParser类，并重写ICDParser类中的init()、getICD()和setICD()的三个外部接口；
设计总线ICD解析器配置文件：总线ICD解析器配置文件是为了在程序的初始化阶段，加载与总线ICD解析器相关的配置信息。在总线ICD解析器配置文件中包括：总线名称、解析器类名和解析器动态库名称。在总线ICD解析器配置文件中，每个ICD解析器对应一个Parser元素，BusName用来配置总线名称，DllName用来配置ICD解析器动态库名，ClassName用来配置ICD解析器类名；
总线ICD解析器工厂类的设计：在通用的总线ICD解析器模型中，设计一个总线ICD解析器的工厂类ICDParserFactory和一个保存总线ICD解析器相关信息的结构体BusParser，在ICDParserFactory类中设计了一个init()方法和一个getParser()方法，在BusParser结构体中定义三个成员，分别存放总线ICD解析器配置文件中的ICD解析器动态库名、总线名称和ICD解析器类名；
A429总线ICD解析器的创建：创建一个动态库，在动态库中设计一个A429Parser的类让其继承ICDParer类，并实现init()、getICD()、setICD()三个接口。然后将429总线的ICD配置到ICD配置文件中，在总线ICD解析器配置文件中增加一个Parser元素，配置429总线ICD解析器的动态库名、总线名、类名。
2.按照权利要求1所述一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，其特征在于：所述getICD()接口设置了五个参数，分别是发送端口号、需要打包的字段数组、字段所占的字节数、打包好的字节数组和打包好后所占的字节数，前三个参数是输入参数，后两个数输出参数；第一个参数是发送端口号，用来标注应用层将消息块通过那个端口进行发送；第二个参数是字段数组，里面存储着需要打包的消息块中所有的字段数，这些字段的值都是以计算机格式存储的；第三个参数表示的是整个字段数组在内存中所占的字节数；第四个参数字节数组，它存储的是字段数组按照ICD格式打包后的字节流；第五个参数表示打包后的字节数组的大小。
3.按照权利要求1所述一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，其特征在于：所述setICD()接口设置了和打包接口相同的五个参数；分别是接收端口号、字节数组、字节数组的字节数、解析后存放的字段数组、字段所占的字节数，前三个参数是输入参数，后两个参数是输出参数；第一个参数是接收端口号，用来标注通过那个端口从总线上接收数据；第二个参数是字节数组，里面存储着从总线上接收到的需要解析的字节流；第三个参数表示的是字节数组的大小；第四个参数字段数组，它的作用是存放对字节数组解析后的每个字段的数据；第五个参数表示解析后的字段数组所占的字节数。
4.按照权利要求1所述一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，其特征在于：所述init()方法的实现过程，判断总线ICD解析器配置文件是否存在，如果存在，则把总线ICD解析器配置文件中的Parser元素的各个属性值加载到程序中的BusParser结构体对象中。
5.按照权利要求1所述一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，其特征在于：所述getParser()方法的实现过程，getParser方法设置一个形式参数，该参数为BusParser类型，根据传入的参数中保存的总线ICD解析器动态库名来加载总线ICD解析器的动态库，根据保存的总线ICD解析器类名生成总线ICD解析器对象，声明一个ICDParser抽象类的指针，让其指向生成的总线ICD解析器对象，并将指针返回。
6.按照权利要求1所述一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，其特征在于：所述A429总线ICD解析器的使用：首先在程序的初始化阶段，调用总线ICD解析器的工厂类ICDParserFactory中的init()方法将总线ICD解析器配置文件解析并保存到BusParser结构体对象中，然后调用ICDParserFactory类中的getParser()方法生成A429Parser类的对象，让ICDParser类的指针指向该对象并返回，最后，根据返回的ICDParser类的指针操作init()方法完成A429总线ICD配置文件的加载，操作getICD()和setICD()完成A429总线ICD的打包和解析功能。
7.按照权利要求1所述一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，其特征在于：所述getICD()实现方法首先对需要打包的BLOCK进行循环遍历，找出每项SIGNAL，然后再循环遍历SIGNAL，找出每项的FIELD，根据保存的在FIELD中的frombit和tobit的值，将FIELD按位段进行压缩，并将其从计算机格式的数据转换成总线格式的数据，最后将打包后的字节数组返回，通过429总线的发送接口发送。
8.按照权利要求1所述一种通用的机载总线接口控制文档的解析和打包方法，其特征在于：所述setICD()实现方法将所需要解析的BLOCK进行循环遍历，然后根据保存的在FIELD中的frombit和tobit的值，将每个FIELD还原回计算机格式的数据。
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