CN110321579A - 用于可操作环境的虚拟化航空电子系统 - Google Patents

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Abstract

用于可操作环境的虚拟化航空电子系统。本公开致力于利用虚拟硬件来仿真专用硬件装置。根据与本公开一致的各种实现的处理包括利用被配置成对硬件装置进行仿真的虚拟化系统的虚拟装置来仿真硬件装置。该处理还包括在物理系统中安装包括虚拟装置的虚拟化系统的实例。该处理还包括利用虚拟装置对物理系统的硬件装置进行仿真。另外，该处理包括利用虚拟装置与物理系统的设备进行通信。

Description

用于可操作环境的虚拟化航空电子系统
技术领域
本发明涉及用于可操作环境的虚拟化航空电子系统。
背景技术
现代飞行器使用计算装置来控制操作和功能。在飞行器中使用的特定计算装置可以被称为“外场可更换单元(line replaceable unit)”(LRU)。飞行器可以携带很多不同类型的LRU，例如包括任务计算机、飞行管理单元、自动驾驶仪单元、通信单元、导航单元、防撞单元等。因为LRU可以在飞行器操作期间执行重要功能，所以飞行器可能包括多个冗余LRU，这些冗余LRU增加了相当大的重量并且占用了飞行器机舱中的宝贵空间。此外，一队飞行器可能使用相同类型的LRU的不同版本。然而，开发、测试以及维护各种LRU类型和版本与相当高的生命周期成本(例如，工程、制造、测试、集成、资格、维护以及存储)相关联。例如，在完成LRU的构造和集成之前，可能不会发现飞行器系统内或各种LRU之间的不兼容性或其它不期望的人为现象(artifact)。另外，安装在飞行器上的LRU中的每一个增加了操作成本(例如，通过增加重量和减小范围)。
发明内容
本公开致力于利用虚拟硬件来仿真硬件装置。根据与本公开一致的各种实现的处理包括利用被配置成对硬件装置进行仿真的虚拟化系统的虚拟装置。所述处理还包括在物理系统中安装包括所述虚拟装置的所述虚拟化系统的实例。所述处理还包括利用所述虚拟装置对所述物理系统的硬件装置进行仿真。另外，所述处理包括利用所述虚拟装置与所述物理系统的设备通信。
另外，根据与本公开一致的各种实现的系统包括具有处理器和存储程序指令的计算机可读存储装置的虚拟化系统的实例。当被所述处理器执行时，所述程序指令使所述虚拟化系统执行包括使用虚拟装置仿真专用计算单元的操作。所述系统还包括在通信上与所述虚拟化系统的实例连接的计算机网络。所述系统还包括利用所述计算机网络与所述专用计算单元通信的设备。
此外，根据与本公开一致的各种实现的飞行器平台包括航空电子网络、通过所述航空电子网络在通信上连接的外场可更换航空电子单元、被配置成利用所述航空电子网络与多个外场可更换单元通信的飞行器设备以及虚拟化系统的实例。所述虚拟化系统包括处理器和存储程序指令的计算机可读存储装置。当被所述处理器执行时，所述程序指令使所述虚拟化系统执行包括利用多个虚拟装置对所述外场可更换航空电子单元进行仿真的操作。所述虚拟化系统的实例在所述飞行器平台中彼此远离地定位。虚拟装置以所述多个外场可更换单元的冗余的方式来操作。
附图说明
并入且构成本说明书的一部分的附图例示了本教导并且与说明书一起用于说明本公开的原理。
图1示出了例示用于实现根据本公开的方面的系统和处理的环境的示例的系统框图。
图2示出了例示根据本公开的方面的物理硬件系统的示例的系统框图。
图3示出了例示根据本公开的方面的虚拟化系统的示例的系统框图。
图4示出了例示根据本公开的方面的由系统、方法以及计算机程序产品执行的处理的示例的功能流程图。
具体实施方式
本文所公开的系统、处理以及计算机程序产品致力于利用虚拟硬件来提供专用硬件装置的高逼真度仿真。与本公开一致的系统、处理以及计算机程序产品的实现通过用虚拟化硬件更换或增加操作系统的专用硬件装置来改进现有计算机硬件技术。与本公开一致的虚拟化系统可以仿真许多不同的硬件装置及其物理接口。例如，单个虚拟化系统可以仿真飞行器平台的整个航空电子套件(例如，LRU)以及相关联的连接装置(例如，开关板和连网组件)。因为虚拟化系统实质上可以比航空电子套件、更换或增加的硬件装置更小和/或更轻，所以根据本公开的虚拟化系统可以提供多层冗余，同时使否则将被硬件装置使用以提供这种冗余的空间和重量最小。
另外，与本公开一致的实现克服了本文先前标识出的当前硬件系统(例如，航空电子系统)的问题。例如，根据本公开的虚拟化系统可以通过在产品开发生命周期的极早阶段使虚拟硬件装置变得可用来降低开发成本，从而允许更早执行需求开发、软件开发以及测试。与物理硬件装置相比，虚拟硬件装置的早期可用性还允许更早地发现产品要求和设计中的问题。此外，根据本公开的虚拟化系统可以通过针对虚拟化系统的硬件而不是针对由虚拟化系统仿真的每个硬件装置(例如，LRU)仅产生一次这样的成本来降低资格成本。此外，根据本公开的虚拟化系统可以大大降低成本，因为该虚拟化系统可以以低成本、通用和/或商用现成硬件，而不是多个不同的专用硬件装置来实现。此外，虽然当前虚拟化系统可以支持用于测试目的的装置仿真，但这种当前虚拟化系统不能准确地表示如何在实际硬件装置上执行软件。因此，与本文所呈现的实现一致的实现可以通过准确地表示低级系统功能来解决该问题。
图1示出了例示用于实现根据本公开的方面的系统和处理的环境100的示例的框图。环境100可以包括物理系统105，该物理系统105可以包括能够通过网络121中的通信链路119连接的硬件装置109(例如，航空电子装置或计算装置)、设备113以及一个或更多个虚拟化系统111。在一些实现中，物理系统105可以是可操作的系统(例如，载具或设备(plant))。在一些实现中，物理系统可以是测试和评估系统(例如，载具仿真器或集成测试台)。
如图1中描绘的，物理系统105可以是具有对硬件装置109进行仿真的虚拟化系统的多个实例111A、111B以及111C的飞行器平台。在一些实现中，虚拟化系统111的一些或所有实例可以是硬件装置109的冗余，并且在硬件装置109中的一个或更多个发生故障的情况下，物理系统可以故障转移(failover)至虚拟化系统111。例如，虚拟化系统111的实例可以为硬件装置109提供故障转移。在一些实现中，虚拟化系统111的一些或所有实例可以与硬件装置109并行运行。例如，硬件装置109和虚拟化系统111的实例可以执行表决操作以增加物理系统105的鲁棒性。
硬件装置109可以是一个或更多个计算机实现的硬件装置。在实现中，硬件装置109可以是能够执行所安装的计算机程序指令的专用计算单元(例如，专用计算装置)。例如，硬件装置109可以包括一个或更多个航空电子装置(例如，航空电子套件的LRU)。
虚拟化系统111可以是包括对硬件装置109进行仿真的软件和硬件的计算系统。在实现中，虚拟化系统111中的每一个可以是一个或更多个通用计算机，该通用计算机托管(host)对多个硬件装置以及这种硬件装置的接口和连接进行仿真的一个或更多个虚拟硬件装置。例如，虚拟化系统111可以包括硬件装置109的硬件和软件接口(例如，外围装置、数据链路、中断行为以及定时要求)的仿真。另外，在实现中，虚拟化系统111可以执行由不同硬件装置109执行的应用软件的精确或大致精确的副本(例如，图像)。例如，虚拟化系统111可以使用快速仿真器(“QEMU”)，该QEMU是执行硬件虚拟化的开源软件应用。
设备113可以是与硬件装置109和虚拟化系统111通信和/或由硬件装置109和虚拟化系统111控制的一个或更多个装置或系统。在实现中，设备113的一个或更多个装置包括经由通信链路119与硬件装置109和虚拟化系统111通信的网络接口。设备113可以包括各种输入/输出装置，例如飞行器飞行控制装置(例如，操纵杆、踏板以及节流阀)、输入/输出系统(例如，开关和按钮)、传感器(例如，位置传感器和皮托管(pitot tube))、致动器(例如，伺服马达)、显示器(例如，驾驶舱显示器)以及照明装置。例如，设备113可以包括向硬件装置109内的物理飞行控制LRU和虚拟化系统111内的虚拟飞行控制LRU提供操纵输入的飞行器操纵杆和节流阀。另外，例如，设备可以包括从硬件装置109和虚拟化系统111内的导航LRU发送和接收导航信息的导航和显示单元。
通信链路119可以是被用于在物理系统105的网络121内被连接在一起的各种装置(包括硬件装置109、虚拟化系统111以及设备113)与计算机之间进行通信的介质。如示例中所描绘的，网络121在通信上连接硬件装置109、虚拟化系统111以及设备113。例如，网络121可以是在通信上链接航空电子LRU的航空电子网络。通信链路119可以是有线和/或无线通信链路。
在一些实现中，环境100包括经由通信链路127在通信上链接至硬件装置109和虚拟化系统111的第二物理系统125。物理系统125和通信链路127可以与先前描述的物理系统105和通信链路119相同或相似。在一些实现中，物理系统105可以是飞行器，物理系统125可以是与虚拟化系统111和硬件装置109通信的地面测试平台。例如，物理系统125可以将软件飞行器部件存储在库或存储系统内。而且，物理系统可以是另一飞行器平台、空中交通管制(ATC)系统、或者利用通信链路127(例如，利用诸如飞行器通信、寻址和报告系统(ACARS)或某一其它空中交通网络(ATN)的商业数据链路)连接至物理系统105的维护系统。
在一些实现中，物理系统125包括包含执行虚拟化系统111D的实例的通用计算系统的工程、开发和/或测试系统，该虚拟化系统111D按与上述虚拟化系统111A、111B以及111C的实例相同或相似的方式对硬件装置109中的一个或更多个进行仿真。因此，根据一些实现，开发者(例如，软件编码者)可以在物理系统125中将虚拟化系统111创建和/或修改成虚拟化系统111D。可以在物理系统125内测试和改变虚拟化系统111D的修改实例。另外，可以与物理系统105组合测试虚拟化系统111D的修改实例。例如，虚拟化系统111D可以在已安装的系统测试中与飞行器的物理装置109和设备113一起使用，以在将任何其它实例(例如，111A、111B以及111C)安装在该飞行器上之前来证实和/或验证该虚拟化系统111D的功能。在证实了虚拟化系统111D的修改实例之后，可以将副本从物理系统125无缝移植(ported)到物理系统105，以更换虚拟化系统111A、111B以及111C的实例。
如上文提到的，虚拟化系统111通过利用虚拟化系统111的单个实例来改进现有技术，以对许多硬件装置109进行仿真。因此，虚拟化系统111实质上可以比硬件装置109更小且更轻。另外，虚拟化系统111改进了现有技术，因为每个虚拟化系统111可以按彼此远离的位置物理地分布在物理系统105中。例如，在图1所描绘的示例中，虚拟化系统111可以分布在飞行器平台的前部、中部以及后部。在一些实现中，附加的虚拟化系统111可以放置在飞行器周围。因此，虚拟化系统111的分布式实例可以在飞行器出现局部损坏的情况下为硬件装置以及彼此提供多个故障转移，而不实质增加物理系统105的重量。另外，通过分布虚拟化系统111的实例，本公开的实现可以减少遍历通信链路119和127的信息的带宽和等待时间。例如，处理来自LIDAR LRU的实时、全运动、三维彩色图像的虚拟化系统111A的特定实例可以位于LIDAR LRU附近，并被委托负责处理这种LRU的输出以减少硬件装置109上的通信等待时间和处理负荷。
图2示出了例示根据本公开的方面的物理硬件系统105的示例的系统框图。该物理硬件系统105可以与先前描述的物理硬件系统相同或相似。物理硬件系统105包括硬件装置109A、109B以及109C；一个或更多个虚拟化系统111A、111B、111C；设备113；通信链路119以及网络121，上述项也可以与先前所述项相同或相似。
虚拟化系统111A、111B以及111C可以包括网络接口215以及一个或更多个虚拟装置211A、211B和211C。虚拟装置211可以是硬件装置109A、109B以及109C在虚拟化系统111内的仿真。可以按与2017年3月31日提交的美国专利申请No.15476025且后来公布为美国专利申请公布No.2018-0285134-A1中所描述的方式相同或相似的方式来创建虚拟装置211。虚拟装置211的程序代码可以是硬件装置109(例如，航空电子LRU)的应用代码。例如，硬件装置109A、109B以及109C可以分别是任务计算机LRU、飞行管理LRU以及导航LRU。所述一个或更多个虚拟化系统111的虚拟装置211A、211B以及211C可以分别是虚拟任务计算机LRU、虚拟飞行管理LRU以及虚拟导航LRU。程序代码还可以包括硬件装置109中所包括的硬件组件和通信链路的源代码(例如，操作系统)、接口代码(例如，定时和格式化)和/或中断逻辑。
在一些实现中，虚拟装置211可以为硬件装置109和彼此提供垂直和/或水平冗余。因此，在实现中，如果任何硬件装置109发生故障，则虚拟装置211可以提供故障转移。例如，如果虚拟装置211A确定对应硬件装置109A在预定义的时段内一直未通信，或者如果虚拟装置211A确定对应硬件装置109A指示了故障事件，则虚拟装置211A可以将其自身替补进入用于硬件装置109A的网络121中。另外，在一些实现中，虚拟装置211可以与硬件装置109组合操作。例如，虚拟化系统111A、111B以及111C的虚拟装置211A中的每一个可以针对硬件装置109以及彼此执行功能交叉检查。此外，在一些实现中，虚拟化系统111A、111B以及111C的虚拟装置211A中的每一个可以用于确定在各种装置109和211间出现的表决错误。
图3示出了例示可以和上述虚拟化系统111相同或相似的虚拟化系统111的示例的系统框图。虚拟化系统111包括执行本文公开的处理和功能的硬件和软件。虚拟化系统111可以包括任何类型的计算系统，该计算系统包括能够执行所安装的计算机程序指令的通用和/或专用硬件。虚拟化系统111可以包括壳体301、计算装置303以及存储装置315。壳体301可以大致或完全包围计算装置303、输入/输出(I/O)装置313以及存储装置315。在实现中，壳体301可以是加固型外壳。例如，壳体301可以是加固型抗震、防潮和抗电磁干扰的航空电子设备外壳。
存储装置315可以包括存储信息和程序指令的计算机可读非易失性硬件存储装置。例如，存储装置315可以是一个或更多个闪存驱动器和/或硬盘驱动器。根据本公开的方面，存储装置315可以存储虚拟装置317A、317B以及317C(例如，虚拟装置211A、211B以及211C)的程序代码(“PC”)。该程序代码可以是物理硬件装置(例如，物理系统105的硬件装置109A、109B以及109C)的应用软件。在实现中，虚拟装置317A、317B以及317C的程序代码按与上述2017年3月31日提交的美国专利申请No.15/476025中所描述的方式相同或相似的方式大致镜像对应物理硬件装置的程序代码。
在实施方式中，计算装置303包括一个或更多个处理器339(例如，微处理器、微芯片或专用集成电路)、一个或更多个存储器装置341(例如，RAM、只读存储器(ROM))、一个或更多个I/O接口343以及一个或更多个网络接口装置215。存储器装置341可以包括在执行程序指令期间采用的本地存储器(例如，随机存取存储器和高速缓冲存储器)。另外，计算装置303包括至少一个通信信道344(例如，数据总线)，计算装置303通过该通信信道344与I/O装置313和存储装置315进行通信。处理器339执行可以存储在存储器装置341和/或存储装置315中的计算机程序指令(例如，操作系统和/或应用程序)。
处理器339还可以执行虚拟化应用351(例如，QEMU)的计算机程序指令。虚拟化应用351可以与先前描述的虚拟化应用相同或相似。例如，虚拟化应用351可以包括管理程序或虚拟机监控软件。根据本公开的方面，虚拟化应用351可以处理虚拟装置程序代码317A、317B、317C，以提供虚拟装置(例如，虚拟装置211A、211B以及211C)。
应注意，计算装置303代表可以执行本文所述处理的各种可能的等效计算装置。在公开实施方式中，可以分别使用标准编程和工程技术，利用通用计算装置来创建程序指令和硬件。
图4中的流程图例示了根据与本公开一致的各个实现的系统、方法以及计算机程序产品的可能实现的功能和操作的示例。图4流程图中的每个框可以表示包括用于实现所例示的功能和操作的一个或更多个计算机可执行指令的模块、区段或部分程序指令。在一些另选实现中，在该流程图的特定框中例示的功能和/或操作可以不按图4所示次序来发生。例如，根据所涉及的功能，接连示出的两个框可以大致同时执行，或者这些框有时可以按相反次序执行。还应注意，流程图的每个框以及框中的组合框可以通过执行指定功能或行为的基于专用硬件的系统或者专用硬件与计算机指令的组合来实现。
图4例示了包括根据本公开实施方式执行的操作的示例性处理400的流程图。在实现中，处理400可以被用于利用虚拟化系统将专用硬件装置仿真为虚拟装置，并且在物理系统(例如飞行器平台)中安装该虚拟化系统的多个实例。更具体地，在405处，可以利用虚拟化系统(虚拟化系统111)的虚拟装置(例如，虚拟装置211)对物理硬件系统(例如，物理系统105)的硬件装置(例如，硬件装置109)进行仿真。例如，该硬件装置可以是飞行器平台的航空电子LRU。该虚拟装置可以包括硬件装置的在虚拟化系统中实现的程序代码。该仿真步骤可以包括将虚拟化系统的地址空间(例如，利用存储器映射)配置成与物理硬件系统和/或虚拟装置的地址空间相匹配。该仿真步骤还可以包括通过利用存储器映射登记存储器位置在虚拟化系统和/或虚拟装置间交换信息。例如，可以向虚拟化系统登记物理硬件系统和硬件装置的存储寄存器的存储地址和范围，并且该存储地址和范围被用于实现针对虚拟化系统和虚拟装置建立的每个存储寄存器的功能。通过这样做，虚拟化系统和虚拟装置可以通过按与物理硬件系统的硬件装置相同的方式读取和写入信息，经由虚拟化系统的存储器构造与计算机网络(例如，计算机网络121)通信。
在409处，虚拟化系统可以被用于通过利用虚拟化系统对硬件装置的操作进行仿真来修改和测试在405处仿真得到的虚拟装置。与本文先前描述的示例一致，虚拟化系统可以利用工程、开发和/或测试系统(该工程、开发和/或测试系统可以是对硬件装置(例如，硬件装置109)中的一个或更多个或者这种装置的系统进行仿真的通用计算系统(例如，物理系统125))来进行修改和/或测试。另外，如前所述，虚拟化系统可以与针对该虚拟化系统的目标系统(例如，物理系统105)组合进行测试。例如，虚拟化系统可以在飞行器的已安装的系统测试中使用，以证实和/或验证该虚拟化系统的功能。
在413处，可以将虚拟化系统的一个或更多个实例安装在物理硬件系统(例如，物理系统105)中。可以将虚拟化系统(该虚拟化系统可以是在409处测试的虚拟化系统(例如，实例111D)的副本)的若干实例(例如，虚拟化系统111A、111B以及111C的实例)安装在目标系统(例如，物理系统105)上并且在通信上连接在目标系统的网络(例如，网络121)中。例如，虚拟化系统的实例可以仿真航空电子LRU并且可以并入可操作飞行器平台的航空电子网络中。在实现中，虚拟化系统的各种实例可以安装在相对于彼此的远离位置(例如，位置112)处。这样做可以将虚拟化系统的实例放置成避免对飞行器的一个区域的局部破坏损坏虚拟化系统的所有实例。例如，在飞行器中，第一实例可以位于飞行器机身的前部，第二实例可以位于机身中部，第三实例可以位于机身的后部。附加实例可以位于飞行器的其它位置。在一些实现中，在417处，安装虚拟化系统的一个或更多个实例的步骤包括从操作系统中移除一些或所有硬件装置，以便仅利用虚拟化系统完全更换硬件装置以及控制物理硬件系统。
在421处，可以将在413处安装的虚拟装置用于对本文前述的物理硬件系统中的硬件装置进行仿真。在实现中，在423处，在413处安装的一个或更多个虚拟化系统可以利用网络与物理系统的设备通信。例如，该设备可以是飞行器平台的输入/输出装置，例如控制系统(例如，操纵杆、踏板以及节流阀)、输入/输出系统(例如，开关和按钮)、传感器(例如，位置传感器和皮托管)、致动器(例如，伺服马达)、显示器(例如，驾驶舱显示器)以及照明装置。在一些实现中，在425处，对硬件装置进行仿真的步骤可以包括与一个或更多个硬件装置并行地操作一个或更多个虚拟装置。在一些实现中，在429处，对硬件装置进行仿真的步骤可以包括利用硬件装置和/或虚拟装置进行功能交叉检查。在一些实现中，在433处，对硬件装置进行仿真的步骤可以包括利用硬件装置和/或虚拟装置确定表决错误。
在437处，虚拟装置可以确定硬件装置中的一个或更多个和/或虚拟化系统中的一个或更多个已经发生故障。例如，虚拟导航LRU可以检测到对应硬件导航LRU已停止通信，这可能是由于例如损坏、失灵或功率损耗而造成的。在441处，虚拟装置可以充当在437处确定为已经发生故障的硬件装置或虚拟化系统的故障转移。例如，在飞行器的航空电子舱中发生的损坏可能导致航空电子套件(例如，硬件装置109)和第一虚拟化系统(例如，虚拟化系统111A)发生故障。在413处安装在飞行器上的第二虚拟化系统(例如，虚拟化系统111B)和/或第三虚拟化系统(例如，虚拟化系统111C)可以检测到第一虚拟化系统的故障，并且基于这样的检测开始控制飞行器的设备(例如，设备113)。在一些实现中，第一虚拟化系统、第二虚拟化系统以及第三虚拟化系统可以具有预定义的故障转移优先级。例如，使得第二虚拟化系统被配置为针对第一虚拟化系统的故障转移，第三虚拟化系统被配置为针对第二虚拟化系统的故障转移。在其它实现中，第一虚拟化系统、第二虚拟化系统以及第三虚拟化系统并行操作，以使得如果任一个虚拟化系统发生故障，则其余虚拟化系统继续操作，而不考虑发生故障的虚拟化系统。
此外，本公开包括根据下列条款的示例：
条款1.一种方法，该方法包括以下步骤：利用虚拟化系统(111)的虚拟装置(211)对一个或更多个硬件装置(109)进行仿真(405)，所述虚拟化系统(111)被配置成对所述一个或更多个硬件装置进行仿真；在物理系统(105)中安装(413)包括所述虚拟装置的所述虚拟化系统(111A、111B、111C)的一个或更多个实例；利用所述虚拟装置中的一个或更多个虚拟装置对所述物理系统的硬件装置中的一个或更多个硬件装置进行仿真(421)；以及利用所述虚拟装置中的所述一个或更多个虚拟装置与所述物理系统的设备(113)进行通信(423)。
条款2.根据条款1所述的方法，其中，所述物理系统包括飞行器平台；所述硬件装置包括外场可更换单元；并且所述设备包括所述飞行器平台的输入/输出装置。
条款3.根据条款2所述的方法，其中，对所述硬件装置中的一个或更多个硬件装置进行仿真的步骤包括以下步骤：在第二物理系统(125)中对所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置进行仿真；以及安装的步骤包括以下步骤：将所述虚拟化系统的副本从所述第二物理系统传送至所述物理系统。
条款4.根据条款1所述的方法，其中，所述虚拟化系统的一个或更多个实例包括所述虚拟化系统的至少两个实例；安装的步骤包括以下步骤：在所述物理系统中的彼此远离的位置(112)处安装所述虚拟化系统的至少两个实例。
条款5.根据条款1所述的方法，其中，安装的步骤包括以下步骤：将所述虚拟化系统在通信上连接至包括所述硬件装置的计算机网络(121)。
条款6.根据条款1所述的方法，其中，安装的步骤包括以下步骤：从所述物理系统中移除所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置。
条款7.根据条款1所述的方法，其中，与所述设备通信的步骤包括以下步骤：以所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置的冗余的方式控制所述设备(421)。
条款8.根据条款1所述的方法，其中，进行通信的步骤包括以下步骤：与所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置组合操作多个虚拟装置(425)。
条款9.根据条款1所述的方法，其中，与所述设备进行通信的步骤包括以下步骤：利用所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置和所述虚拟装置中的所述一个或更多个虚拟装置来执行功能交叉检查(429)。
条款10.根据条款1所述的方法，其中，与物理设备进行通信的步骤包括以下步骤：利用所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置和所述虚拟装置中的所述一个或更多个虚拟装置来确定表决错误(433)。
条款11.一种系统，该系统包括：虚拟化系统(111A、111B、111C)的多个实例、计算机网络(121)以及设备(113)，所述虚拟化系统包括处理器(339)和存储程序指令(351)的计算机可读存储装置(315)，所述程序指令(351)在通过所述处理器执行时，使所述虚拟化系统执行包括利用多个虚拟装置对多个专用计算单元(109)进行仿真(421)的操作，所述计算机网络(121)在通信上连接所述虚拟化系统的所述多个实例，所述设备(113)被配置成利用所述计算机网络与所述多个专用计算单元进行通信。
条款12.根据条款11所述的系统，其中，所述系统还包括在通信上连接至所述计算机网络的所述多个专用计算单元。
条款13.根据条款12所述的系统，其中，所述系统包括飞行器平台；所述多个专用计算单元包括外场可更换单元；并且所述设备包括所述飞行器平台的输入/输出装置。
条款14.根据条款11所述的系统，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例包括通用计算系统。
条款15.根据条款11所述的系统，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例安装在所述系统中彼此远离的位置(112)处。
条款16.根据条款11所述的系统，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例被配置成以所述多个专用计算单元的冗余的方式来控制所述设备。
条款17.根据条款11所述的系统，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例被配置成利用所述多个虚拟装置与所述多个专用计算单元组合操作(425)。
条款18.根据条款11所述的系统，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例被配置成利用所述多个虚拟装置执行一个或更多个专用计算单元的功能交叉检查(429)。
条款19.根据条款11所述的系统，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例被配置成利用所述多个虚拟装置来确定表决错误(433)。
条款20.一种飞行器平台，所述飞行器平台包括：航空电子网络(121)；由所述航空电子网络在通信上连接的多个外场可更换航空电子单元(109)；被配置成利用所述航空电子网络与多个外场可更换单元进行通信的飞行器设备(113)；以及虚拟化系统(111A、111B、111C)的多个实例，所述虚拟化系统包括处理器(339)和存储程序指令(351)的计算机可读存储装置(315)，所述程序指令(351)在通过所述处理器执行时，使所述虚拟化系统执行利用多个虚拟装置对所述多个外场可更换航空电子单元进行仿真的操作，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例在所述飞行器平台中彼此远离地定位(112)；并且所述多个虚拟装置被配置成以所述多个外场可更换单元的冗余的方式来操作。
本公开不限于在本申请中描述的具体实施方式，该具体实施方式旨在作为各个方面的例示。如对本领域技术人员显而易见的，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变型。根据前述说明，除了在此列举的方法和装置之外，本公开范围内的功能上等同的方法和装置对于本领域技术人员而言是显而易见的。这种修改和变型落入所附权利要求的范围内。本公开仅由所附权利要求连同被这种权利要求授权的全部范围的等同物来限制。还应理解，在此使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，而不旨在进行限制。
关于本文实质上使用的任何复数和/或单数术语，本领域技术人员可以针对背景和/或应用在适当时候从复数翻译成单数和/或从单数翻译成复数。为清楚起见，各种单数/多数置换在此可以明确地阐述。
本领域技术人员应当理解，通常，本文使用的，尤其是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的用语通常旨在作为“开放式”用语(例如，用语“包括(including)”应当解释为“包括但不限于”，用语“具有(having)”应当解释为“至少具有”，用语“包括(include)”应当解释为“包括但不限于”等)。本领域技术人员还应当理解，如果想要列举特定数量的引入权利要求，则这种意图将明确地在该权利要求中陈述，并且在没有这些列举的情况下，不存在这种意图。例如，为帮助理解，上文所附权利要求可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或更多个”来介绍权利要求列举。然而，使用这种短语不应被认作暗示由不定冠词“一(a)”或“一(an)”介绍的权利要求列举将包含这种介绍权利要求列举的任何特定权利要求限制成仅包含一个这种列举的实施例，即使相同权利要求包括介绍性短语“一个或更多个”或“至少一个”以及诸如“一(a)”或“一(an)”的不定冠词(例如，“一(a)”或“一(an)”应当被解释成意指“至少一个”或“一个或更多个”)；对于使用为介绍权利要求列举而使用的定冠词来说同样如此。另外，即使明确地陈述列举特定数量的引入权利要求，本领域技术人员也应当认识到，这种列举应当被解释成，至少意指所陈述数量(例如，“两个列举”的裸列举在没有其它修饰语的情况下意指至少两个列举，或者两个或更多个列举)。此外，在使用类似于“A、B以及C等中的至少一个”的惯例的那些实例中，通常，这种句法结构希望本领域技术人员在意义上理解这种惯例(例如，“具有A、B以及C中的至少一个的系统”应当包括但不限于具有单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起以及/或A、B和C一起等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯例的那些实例中，通常，这种句法结构希望本领域技术人员在意义上理解这种惯例(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”应当包括但不限于具有单独A、单独B、单独C、A和B一起、A和C一起、B和C一起以及/或A、B和C一起等的系统)。本领域技术人员还应当理解，实际上，呈现两个或更多个另选术语的任何转折词和/短语(无论在说明书中、权利要求中，还是在附图中)应当被理解成，设想包括这些术语中的一个、这些术语中的任一个或者两个术语的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解成包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。另外，在本公开的特征或方面按照马库什组进行描述的情况下，本领域技术人员应当认识到，本公开由此也按照马库什组的任何单个成员或成员小组来描述。
虽然本文公开了各种方面和实施方式，但其它方面和实施方式对本领域技术人员是显而易见的。本文公开的各种方面和实施方式出于例示的目的，而非旨在限制，并且通过上述权利要求指示真实范围和精神。

Claims (15)

1.一种方法，所述方法包括以下步骤：
利用虚拟化系统(111)的虚拟装置(211)对一个或更多个硬件装置(109)进行仿真(405)，所述虚拟化系统(111)被配置成对所述一个或更多个硬件装置进行仿真；
在物理系统(105)中安装(413)包括所述虚拟装置的所述虚拟化系统(111A、111B、111C)的一个或更多个实例；
利用所述虚拟装置中的一个或更多个虚拟装置对所述物理系统的硬件装置中的一个或更多个硬件装置进行仿真(421)；以及
利用所述虚拟装置中的所述一个或更多个虚拟装置与所述物理系统的设备(113)进行通信(423)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述物理系统包括飞行器平台；
所述硬件装置包括外场可更换单元；并且
所述设备包括所述飞行器平台的输入/输出装置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中：
对所述硬件装置中的一个或更多个硬件装置进行仿真的步骤包括以下步骤：在第二物理系统(125)中对所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置进行仿真；以及
安装的步骤包括以下步骤：将所述虚拟化系统的副本从所述第二物理系统传送至所述物理系统。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述虚拟化系统的一个或更多个实例包括所述虚拟化系统的至少两个实例；
安装的步骤包括以下步骤：在所述物理系统中的彼此远离的位置(112)处安装所述虚拟化系统的所述至少两个实例。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，安装的步骤包括以下步骤：将所述虚拟化系统在通信上连接至包括所述硬件装置的计算机网络(121)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，安装的步骤包括以下步骤：从所述物理系统中移除所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述设备进行通信的步骤包括以下步骤：以所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置的冗余的方式控制所述设备(421)。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，进行通信的步骤包括以下步骤：与所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置组合操作多个虚拟装置(425)。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述设备进行通信的步骤包括以下步骤：利用所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置和所述虚拟装置中的所述一个或更多个虚拟装置执行功能交叉检查(429)。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述物理系统的设备进行通信的步骤包括以下步骤：利用所述硬件装置中的所述一个或更多个硬件装置和所述虚拟装置中的所述一个或更多个虚拟装置来确定表决错误(433)。
11.一种系统，所述系统包括：
虚拟化系统(111A、111B、111C)的多个实例，所述虚拟化系统包括处理器(339)和存储程序指令(351)的计算机可读存储装置(315)，所述程序指令(351)在由所述处理器执行时，使所述虚拟化系统执行包括利用多个虚拟装置对多个专用计算单元(109)进行仿真(421)的操作；
计算机网络(121)，所述计算机网络(121)在通信上连接所述虚拟化系统的所述多个实例；以及
设备(113)，所述设备(113)被配置成利用所述计算机网络与所述多个专用计算单元进行通信。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述系统还包括在通信上连接至所述计算机网络的所述多个专用计算单元。
13.根据权利要求12所述的系统，其中：
所述系统包括飞行器平台；
所述多个专用计算单元包括外场可更换单元；并且
所述设备包括所述飞行器平台的输入/输出装置。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例包括通用计算系统。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述虚拟化系统的所述多个实例被配置成以下项中的至少一项：
安装在所述系统中的彼此远离的位置(112)处；
以所述多个专用计算单元的冗余的方式控制所述设备；
利用所述多个虚拟装置与所述多个专用计算单元组合操作(425)；
利用所述多个虚拟装置执行一个或更多个专用计算单元的功能交叉检查(429)；以及
利用所述多个虚拟装置确定表决错误(433)。
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