CN109117206A - 一种软件程控重用模型生成方法 - Google Patents

一种软件程控重用模型生成方法 Download PDF

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Abstract

一种软件程控重用模型生成方法，首先配置软件程控启动条件库、软件程控事件执行前提条件库，然后根据任务需要对软件程控分配软件程控事件，对软件程控事件依据所需指令数量分配程控序列，最后根据软件程控启动条件或者收到软件程控启动遥控指令，启动执行软件程控。本发明与现有技术相比，通过构建程控软件构件级可重用架构，解决高轨通信卫星领域软件程控功能、行为和接口做抽象化、通用化、参数化，使用时可采用选择参数来调整软件的功能或接口。

Description

一种软件程控重用模型生成方法
技术领域
本发明涉及通信卫星领域程控事件的自主运行领域，特别是一种软件程控重用模型生成方法。
背景技术
随着航天工程软件研制工作的不断深入，新研制型号软件系统的规模和复杂度大幅度提高，使软件研制面临质量和进度的双重压力，软件重用技术是解决这个突出问题的一个有效手段。
可重用软件不同于单一的型号软件，可重用软件研制过程中需要对特定领域的可变点、可变实例、变化依赖和约束有准确的定义，从而有效描述可变性，这是可重用软件能否被成功重用的基础。
在卫星软件系统中，软件程控功能是一种重要的自主管理方式。软件程控，可根据一定的时间起点触发，按照规定时间顺序执行指令序列。软件程控可嵌入至大型软件系统中，无需单独设置软件配置项；软件程控可满足对时间要求严格的任务执行；软件程控可替代传统硬件程控功能。
软件程控是一种通用的提法，在工程应用中，软件程控的设计受限于各种系统应用场景，但同时又具备很强的通用性。在高轨通信领域规划中，有必要对这种常用、通用性好，但带有可变点的软件产品进行构件级重用设计，成为软件资产库的一部分。目前可重构软件还不是主流软件开发方式，对于本专利涉及的软件程控的可重用性设计还未有专利提及。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种软件程控重用模型生成方法，构建程控软件构件级可重用架构，解决高轨通信卫星领域软件程控功能、行为和接口做抽象化、通用化、参数化，使用时可采用选择参数来调整软件的功能或接口。
本发明的技术解决方案是：一种软件程控重用模型生成方法，包括如下步骤：
(1)配置软件程控启动条件库；
(2)配置软件程控事件执行前提条件库；软件程控事件执行前提条件为执行软件程控事件的约束条件，包括：执行时间是否到达，其中，软件程控中的所有软件程控事件执行时间应均相对于同一个时间起点的相对时间；执行单机或者执行模块或者执行总线是否健康；执行前特殊条件是否满足；
(3)根据任务需要对软件程控分配软件程控事件，对软件程控事件依据所需指令数量分配程控序列；所述的软件程控包括软件程控事件，软件程控事件包括软件程控序列；
(4)实时监测是否满足软件程控启动条件，当满足软件程控启动条件或者收到软件程控启动遥控指令时，软件程控启动后，根据软件程控包括的软件程控事件序号依次判断各个软件程控事件对应的软件程控事件执行前提条件是否满足，若当前软件程控事件对应的软件程控事件执行前提条件均满足，则判断当前软件程控事件是否使能，当该软件程控事件被使能时，顺序执行当前软件程控事件包括的各个软件程控序列，否则退出当前软件程控的执行，并将当前软件程控事件不满足的软件程控事件执行前提条件送至地面；其中，当该软件程控事件被使能时，软件程控事件包括的各个软件程控序列被执行到设定数量时，当前软件程控事件执行完成，生成当前软件程控事件执行完成遥测标志，并送至地面。
所述的软件程控启动条件为启动软件程控的约束条件，包括：星箭分离程控启动条件，星箭分离开关三取二判断；双星分离程控启动条件，双星分离开关三取二判断；故障切机程控启动条件，计算机启动且星箭已分离且固态存储器中切机标识为故障切机；主动切机程控启动条件，计算机启动且星箭已分离且固态存储器中切机标识为主动切机。
所述的实时监测是否满足软件程控启动条件的间隔不大于500ms。
所述的软件程控只能通过判断是否满足软件程控启动条件来执行1次，当软件程控因为满足软件程控启动条件被启动后，只能通过软件程控启动遥控指令进行启动。
所述的软件程控事件对应的软件程控事件执行前提条件判断过程中，对执行单机或者执行模块或者执行总线是否健康、执行前特殊条件是否满足需要进行判断至少三次，三次均满足，才认定为软件程控事件对应的软件程控事件执行前提条件满足。
所述的软件程控事件在执行过程中，当软件程控事件执行时间大于设定时间时，退出当前软件程控的执行，并将当前软件程控事件超时导致送至软件程控执行退出送至地面。
根据权利要求1或2所述的一种软件程控重用模型生成方法，所述的执行前特殊条件包括星箭分离程控中太阳翼转动软件程控事件要判断太阳帆板是否处于展开状态。
一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-权利要求7任一所述方法的步骤。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明与现有技术相比，通过针对卫星程控，进行软件程控可重用架构设计，使得重用模型中可变点清晰实用、软件程控通用流程执行可靠实用，并通过设计相关遥控指令，满足地面对程控控制需要。
附图说明
图1为本发明软件可变点制定流程；
图2为本发明软件程控执行流程；
图3为相关指令受控模型。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。本发明主要包括：程控设计通用性和可变性分析、程控可重用架构、相关遥控辅助工作、变化模型与构建框架之间的接口、通过可变点绑定的具体应用，如图1所示为本发明软件可变点制定流程。
1、程控设计通用性和可变性分析
通信卫星软件程控在通信卫星领域应用的通用性有：
(1)程控由程控事件组成、程控事件由程控序列组成；
(2)程控由启动条件触发；
(3)程控事件需要使能/禁止限制；
(4)程控事件需要启动/停止控制；程控事件需要判断程控执行前提条件；
(6)程控序列以延迟指令形式分发执行；
(7)程控序列需要进行超时判断。
通信卫星软件程控在通信卫星领域应用的可变点有：
(1)程控可能遇到不同的启动条件；
(2)程控事件可能遇到不同的执行前提条件；
(3)程控事件对应的程控序列号以及程控序列对应的程控指令数量不同。
2、程控可重用架构在程控自主执行流程中的实现
如图2所示为本发明软件程控执行流程；根据图2采用可重用模型执行程控流程。
(1)配置程控自主启动条件库(可变点1)
程控启动可分为自主判断条件启动以及遥控启动两种。其中遥控启动等价于以遥控逐个启动程控中各个程控事件，完全由地面触发，详见本节3相关遥控辅助工作。
程控自主启动首先构建通信卫星领域，程控事件自主启动条件库，涵盖该领域主要程控自主启动需求，主要包括：
星箭分离程控启动条件：星箭分离开关三取二判断；
双星分离程控启动条件：双星分离开关三取二判断；
故障切机程控启动条件：计算机启动且星箭已分离且固态存储器中切机标识为故障切机；
主动切机程控启动条件：计算机启动且星箭已分离且固态存储器中切机标识为主动切机。
软件根据以上条件配置启动条件库，供软件执行调用。
(2)配置程控事件执行前提条件库(可变点2)
通信领域程控执行前提条件库包括：
执行时间是否已到达，一个程控中的所有程控事件执行时间应都是相对于同一个时间起点的相对时间；
执行单机/模块/总线是否健康；
执行前特殊条件是否满足，例如星箭分离程控中太阳翼转动程控事件要判断太阳帆板是否处于展开状态。
(3)程控事件和程控序列分配(可变点3)
下表是上述程控分配程控事件、程控事件分配程控序列及其中所含程控指令数量的分配。软件配置最多20个程控事件和20个程控序列。程控依据任务需要分配程控事件，程控事件依据所需指令数量分配程控序列。
(4)程控序列指令存储(可变点3)
为每个程控序列分配不多于300个字节的指令序列。指令序列中每条指令的存储格式是：
其中相对时间是相对于程控事件启动时的卫星时刻的相对时间。延迟指令单元以时标指令单元的形式存储。
采用延迟指令一是为了确定每条指令的执行顺序，二是为了防止执行超时，超时范围规定为10秒。存储时要求后一条指令的相对时间一定要晚于前一条指令。
(5)程控执行过程
程控执行，首先判断是否满足启动条件，无论满足自主启动条件还是收到遥控指令启动均可以启动程控执行。软件要实时判断程控是否满足启动条件，启动条件不满足则要一直判断，判断时间间隔不大于500ms。规定软件只能自主执行程控1次，因此当自主启动条件满足1次，则立标志，软件后续不再判断该程控自主启动条件，而只判断是否遥控启动。
程控启动后，要根据该程控对应程控事件序号以及排序依次执行。程控中每个程控事件执行前判断该程控事件前提条件是否都满足，包括执行时间是否已到达，执行单机/模块/总线是否都健康，执行前特殊条件是否都满足。其中要先判断执行时间是否已到达，判断时间间隔应不大于500ms，当执行时间到达后，要立即判断其他两种前提条件是否满足，为了防止误执行，这两种条件判断要连续判断3次(取3次连续遥测)均成立才算成立，否则判为不成立，不能执行该事件。若程控事件执行前提条件不成立，则要退出该事件所处整个程控的执行，同时软件要自主报警条件不满足的原因，体现在遥测中，供地面知悉和处理。
判断程控事件执行前提条件成立后，要立即判断该事件是否使能，若使能可继续执行，禁止则等待使能标志成立。程控事件使能后，软件根据该事件中装订的延迟指令序列顺序执行，执行到规定数量，则完成该程控事件执行，此时软件自主生成该事件执行完成遥测标志，供地面知悉。为了防止执行超时带来的危害，规定每条指令执行前判断当前卫星时间是否超过需要执行时间(程控事件启动时的卫星时刻+该指令执行相对时间)10秒，超过则退出该事件所处整个程控的执行，同时软件要自主报警条件不满足的原因，体现在遥测中，供地面知悉和处理。
程控正常执行或执行中因上述任何原因退出执行，均认为软件已自主执行过1次该程控，之后不再判断该程控自主启动条件，也就不再自主启动该程控执行。
3、相关遥控辅助工作
图3为相关指令受控模型，根据图3，相关程控指令有程控事件使能/禁止和程控事件启动
/停止指令。
无论是程控事件使能/禁止指令还是启动指令，若指令指定程控事件处于“执行中”状态，则指令不执行，其他状态下可执行该指令。对于程控事件停止指令，也限定了只有在该程控事件处于“执行中”状态才执行，否则不执行。
采用程控事件停止指令结束执行中的程控事件。遥控指令处理充分考虑了自主执行状态，两者设计理念相同，处置方法单一明确，不会有相互干扰或误操作带来的不利影响。
4、通过可变点绑定星箭分离软件程控的应用实施
(1)星箭分离软件程控可变点配置
程控事件和程控序列分配：星箭分离程控依次要完成管路排气、液路起爆、太阳捕获、帆板展开和帆板转动5种任务。每个任务可采用一组指令链实现，因此分配5个事件，程控事件依据所需指令数量分配程控序列。初始默认所有程控事件禁止。程控事件1、4、5在星箭分离后使能，程控事件1最后一条指令使能程控事件2，程控事件2最后一条指令使能程控事件3。每个程控事件最后一条指令都是禁止该程控事件的指令。
星箭分离程控启动条件配置：星箭分离开关三取二判断已分离。
程控事件1执行前提条件配置：星箭分离后5s。
程控事件2执行前提条件配置：星箭分离后90s且卫星平台执行模块健康。
程控事件3执行前提条件配置：星箭分离后130s且卫星平台执行模块健康。
程控事件4执行前提条件配置：星箭分离后1小时且卫星平台执行模块健康。
程控事件5执行前提条件配置：星箭分离后1小时20分钟且南北太阳翼均展开。
(2)飞行控制实施
在卫星起飞后主动段，为了保证卫星管路排气有效执行，在主动段采用遥控辅助的方式执行一次程控事件1。即分别发送遥控指令使能星箭分离程控事件1，再发指令启动程控事件1。遥测可观测该事件执行完成情况。
软件自主检测星箭分离程控启动条件，判断星箭分离开关三取二均为已分离，则依次自主执行5个事件。
由于程控事件4和程控事件5执行时间较晚(星箭分离1小时后)，在飞行控制中，通常在星箭分离后30分钟内可再次出现可见测控弧段，因此也可以遥控辅助提前启动程控事件4和程控事件5。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种软件程控重用模型生成方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)配置软件程控启动条件库；
(2)配置软件程控事件执行前提条件库；软件程控事件执行前提条件为执行软件程控事件的约束条件，包括：执行时间是否到达，其中，软件程控中的所有软件程控事件执行时间应均相对于同一个时间起点的相对时间；执行单机或者执行模块或者执行总线是否健康；执行前特殊条件是否满足；
(3)根据任务需要对软件程控分配软件程控事件，对软件程控事件依据所需指令数量分配程控序列；所述的软件程控包括软件程控事件，软件程控事件包括软件程控序列；
(4)实时监测是否满足软件程控启动条件，当满足软件程控启动条件或者收到软件程控启动遥控指令时，软件程控启动后，根据软件程控包括的软件程控事件序号依次判断各个软件程控事件对应的软件程控事件执行前提条件是否满足，若当前软件程控事件对应的软件程控事件执行前提条件均满足，则判断当前软件程控事件是否使能，当该软件程控事件被使能时，顺序执行当前软件程控事件包括的各个软件程控序列，否则退出当前软件程控的执行，并将当前软件程控事件不满足的软件程控事件执行前提条件送至地面；其中，当该软件程控事件被使能时，软件程控事件包括的各个软件程控序列被执行到设定数量时，当前软件程控事件执行完成，生成当前软件程控事件执行完成遥测标志，并送至地面。
2.根据权利要求1所述的一种软件程控重用模型生成方法，其特征在于：所述的软件程控启动条件为启动软件程控的约束条件，包括：星箭分离程控启动条件，星箭分离开关三取二判断；双星分离程控启动条件，双星分离开关三取二判断；故障切机程控启动条件，计算机启动且星箭已分离且固态存储器中切机标识为故障切机；主动切机程控启动条件，计算机启动且星箭已分离且固态存储器中切机标识为主动切机。
3.根据权利要求1或2所述的一种软件程控重用模型生成方法，其特征在于：所述的实时监测是否满足软件程控启动条件的间隔不大于500ms。
4.根据权利要求1或2所述的一种软件程控重用模型生成方法，其特征在于：所述的软件程控只能通过判断是否满足软件程控启动条件来执行1次，当软件程控因为满足软件程控启动条件被启动后，只能通过软件程控启动遥控指令进行启动。
5.根据权利要求1或2所述的一种软件程控重用模型生成方法，其特征在于：所述的软件程控事件对应的软件程控事件执行前提条件判断过程中，对执行单机或者执行模块或者执行总线是否健康、执行前特殊条件是否满足需要进行判断至少三次，三次均满足，才认定为软件程控事件对应的软件程控事件执行前提条件满足。
6.根据权利要求1或2所述的一种软件程控重用模型生成方法，其特征在于：所述的软件程控事件在执行过程中，当软件程控事件执行时间大于设定时间时，退出当前软件程控的执行，并将当前软件程控事件超时导致送至软件程控执行退出送至地面。
7.根据权利要求1或2所述的一种软件程控重用模型生成方法，其特征在于：所述的执行前特殊条件包括星箭分离程控中太阳翼转动软件程控事件要判断太阳帆板是否处于展开状态。
8.一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-权利要求7任一所述方法的步骤。
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