CN111158796A - 一种液压控制软件的数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种液压控制软件的数据处理方法，包括：根据液压控制软件所控制系统的需求，对液压控制软件划分功能模块并划分任务；确定各功能模块的内部接口和液压控制软件的外部接口；根据液压控制软件的外部接口和各功能模块的内部接口，对液压控制软件和各功能模块所需的共享数据进行数据组织，并对数据组织形成的最小数据单元编写数据访问接口程序；各任务中的各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序对共享数据进行读操作和写操作。本发明实施例实现了软件功能模块与数据组织结构的隔离，并且降低了程序逻辑的复杂性，提高了软件模块的设计独立性。

Description

一种液压控制软件的数据处理方法

技术领域

本申请涉及但不限于机载软件技术领域，尤指一种液压控制软件的数据处理方法。

背景技术

液压控制软件是典型的实时嵌入式软件，由于液压控制软件所控制系统的数据量大、数据通讯类型多样，导致液压软件数据组织结构复杂，数据嵌套和数据组织层次达4-5级。

传统软件设计是在功能模块内通过直接访问全局变量进行数据读写操作，通过这种设计方法得到的液压控制软件，在基于优先级抢占的多任务条件下，当对大量、复杂结构数据进行共享访问时，传统的基于全局变量读写的数据访问方式操作简单，但各功能模块间具有较高数据和控制耦合性，模块独立性低。易出现数据时序协调性问题且该软件缺陷具有随机性特点，使故障难以定位；另外，软件升级时，由于数据组织结构变化引起的软件逻辑适应性更改工作量大且难以保证更改的完整性和正确性，导致软件升级工作反复，成本和周期不受控。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种液压控制软件的数据处理方法，实现了软件功能模块与数据组织结构的隔离，并且降低了程序逻辑的复杂性，提高了软件模块的设计独立性。

本发明实施例提供一种液压控制软件的数据处理方法，包括：

根据液压控制软件所控制系统的需求，对所述液压控制软件划分功能模块并划分任务，所述功能模块分布在所述任务中；

确定各功能模块的内部接口和液压控制软件的外部接口；

根据液压控制软件的外部接口和各功能模块的内部接口，对液压控制软件和各功能模块所需的共享数据进行数据组织，并对数据组织形成的最小数据单元编写数据访问接口程序；

各任务中的各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序对共享数据进行读操作和写操作。

可选地，如上所述的液压控制软件的数据处理方法中，所述对所述液压控制软件划分功能模块并划分任务，包括：

确定所述液压控制软件的功能模块，以及各功能模块的性能；

根据所述液压控制软件的功能模块和各功能模块的性能，形成所述液压控制软件的各任务。

可选地，如上所述的液压控制软件的数据处理方法中，所述任务包括：数据采集任务、数据处理任务、电控部件控制任务；

所述功能模块包括：数据采集功能模块、电控部件控制功能模块、信号处理功能模块、页面显示功能模块、状态数据记录功能模块；

所述功能模块的性能包括：功能模块的处理时间、存储空间和运行空间。

可选地，如上所述的液压控制软件的数据处理方法中，所述各功能模块的内部接口包括：数据类型和取值范围；

所述液压控制软件的外部接口包括：接口类型、接口模式、接口方向、接口消息长度、接口队列长度。

可选地，如上所述的液压控制软件的数据处理方法中，所述共享数据包括：数据采集功能模块的需求数据、电控部件控制功能模块的需求数据、信号处理功能模块的需求数据、页面显示功能模块的需求数据、状态数据记录功能模块的需求数据，所述对液压控制软件和各功能模块所需的共享数据进行数据组织，包括：

对液压控制软件和各功能模块的所有输入数据、输出数据和中间处理数据进行数据组织。

可选地，如上所述的液压控制软件的数据处理方法中，所述数据采集功能模块的需求数据包括：型号为GJB289A总线的采集数据、型号为ARINC429总线的采集数据、泵超控开关自动位硬线采集数据；其中，所述泵超控开关自动位硬线采集数据包括1号泵、2号泵、3号泵的超控开关自动位硬线采集数据，所述1号泵的超控开关自动位硬线采集数据包括1号泵超控开关自动位A通道瞬态值、1号泵超控开关自动位B通道瞬态值。

可选地，如上所述的液压控制软件的数据处理方法中，所述对数据组织形成的最小数据单元编写数据访问接口程序，包括：

编写最小数据单元的数据访问接口程序，所述数据访问接口程序包括读函数和写函数，所述读函数和写函数中通过配置互斥信号变量进行共享数据的实时访问保护。

可选地，如上所述的液压控制软件的数据处理方法中，所述各任务中的各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序对共享数据进行读操作和写操作，包括：

各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序从共享数据中获取本功能模块所需的数据；

各功能模块通过获取的数据进行逻辑处理；

各功能模块将其进行逻辑处理得到的数据通过数据访问接口程序存储到共享数据中。

本发明实施例提供的液压控制软件的数据处理方法，通过隐藏全局变量的组织结构，仅关注数据信息，实现软件功能模块与大量、复杂数据组织结构的隔离；通过将数据的共享访问控制隔离在数据访问程序中，降低了软件功能模块设计的复杂性，提高了模块的独立性；采用本发明实施例的技术方案，能有效降低基于优先级抢占的多任务条件下，大量、复杂结构共享数据访问数据操作时序协调性问题带来的软件设计错误，且易于理解、修改和维护。该方法简单，可广泛应用于实时嵌入式机载软件中的多任务大量复杂数据结构的软件设计。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例提供的一种液压控制软件的数据处理方法的流程图；

图2为本发明实施例中一种液压控制软件数据处理的设计过程的示意图；

图3为本发明实施例中液压控制软件的功能需求的示意图；

图4为本发明实施例中液压控制软件的数据组织方式的示意图；

图5为本发明实施例中对液压控制软件中的数据进行数据访问的示意图；

图6为本发明实施例的液压控制软件进行共享数据处理的示意图，共享数据即指全局变量。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本发明实施例提供的一种液压控制软件的数据处理方法的流程图。本实施例提供的液压控制软件的数据处理方法可以包括如下步骤：

S110，根据液压控制软件所控制系统的需求，对液压控制软件划分功能模块并划分任务，功能模块分布在任务中；

S120，确定各功能模块的内部接口和液压控制软件的外部接口；

S130，根据液压控制软件的外部接口和各功能模块的内部接口，对液压控制软件和各功能模块所需的共享数据进行数据组织，并对数据组织形成的最小数据单元编写数据访问接口程序；

S140，各任务中的各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序对共享数据进行读操作和写操作。

可选地，本发明实施例的S110中，对液压控制软件划分功能模块并划分任务的实现方式，可以包括：

S1，确定液压控制软件的功能模块，以及各功能模块的性能；

S2，根据液压控制软件的功能模块和各功能模块的性能，形成液压控制软件的各任务。

可选地，本发明实施例中，划分出的任务可以包括：数据采集任务、数据处理任务、电控部件控制任务；

功能模块包括：数据采集功能模块、电控部件控制功能模块、信号处理功能模块、页面显示功能模块、状态数据记录功能模块；

功能模块的性能包括：功能模块的处理时间、存储空间和运行空间。

可选地，本发明实施例中，各功能模块的内部接口包括：数据类型和取值范围；

液压控制软件的外部接口包括：接口类型、接口模式、接口方向、接口消息长度、接口队列长度。

可选地，本发明实施例中，共享数据包括：数据采集功能模块的需求数据、电控部件控制功能模块的需求数据、信号处理功能模块的需求数据、页面显示功能模块的需求数据、状态数据记录功能模块的需求数据，相应地，对液压控制软件和各功能模块所需的共享数据进行数据组织，包括：

对液压控制软件和各功能模块的所有输入数据、输出数据和中间处理数据进行数据组织。

需要说明的是，本发明实施例中的数据采集功能模块的需求数据可以包括：型号为GJB289A总线的采集数据、型号为ARINC429总线的采集数据、泵超控开关自动位硬线采集数据；其中，泵超控开关自动位硬线采集数据可以包括1号泵、2号泵、3号泵的超控开关自动位硬线采集数据，1号泵的超控开关自动位硬线采集数据可以包括1号泵超控开关自动位A通道瞬态值、1号泵超控开关自动位B通道瞬态值。

可选地，本发明实施例的S130中，对数据组织形成的最小数据单元编写数据访问接口程序的实现方式，可以包括：

编写最小数据单元的数据访问接口程序，数据访问接口程序包括读函数和写函数，读函数和写函数中通过配置互斥信号变量进行共享数据的实时访问保护。

可选地，本发明实施例中S140的实现方式，可以包括：

S1，各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序从共享数据中获取本功能模块所需的数据；

S2，各功能模块通过获取的数据进行逻辑处理；

S3，各功能模块将其进行逻辑处理得到的数据通过数据访问接口程序存储到共享数据中。

本发明实施例提供的液压控制软件的数据处理方法，通过编写全局变量的访问程序API(Application Programming Interface，应用程序接口)实现对全局变量数据进行读写操作，实现对全局变量的解耦访问；各任务功能模块对共享数据(即全局变量)的访问通过全局变量访问程序API实现，同时将共享数据的访问保护封闭在全局变量访问程序中，避免了在多任务条件下，对大量、复杂结构数据共享访问的时序协调性问题，提高了软件模块设计的独立性，降低了软件设计时数据访问错误引起的软件故障。

另外，本发明实施例实现了在基于优先级抢占的多任务条件下，通过隐藏全局变量的组织结构，仅关注数据信息，实现软件功能模块与大量、复杂数据组织结构的隔离；通过将数据的共享访问控制隔离在数据访问程序中，降低了软件功能模块设计的复杂性，提高了模块的独立性；采用本发明实施例的技术方案，能有效降低基于优先级抢占的多任务条件下，大量、复杂结构共享数据访问数据操作时序协调性问题带来的软件设计错误，且易于理解、修改和维护。该方法简单，可广泛应用于实时嵌入式机载软件中的多任务大量复杂数据结构的软件设计。

以下结合附图中液压控制软件的设计流程对，对本发明实施例提供的液压控制软件的数据处理方法的实施方式进行详细说明。图2为本发明实施例中一种液压控制软件数据处理的设计过程的示意图，以下对图2中的各个步骤进行详细说明。

步骤1，需求分析：依据液压控制软件所控制的系统需求，分析确定液压控制软件的功能需求、性能需求和接口需求。功能需求包括：数据采集功能模块、电控部件控制功能模块、信号处理功能模块、页面显示功能模块、状态数据记录功能模块等。各功能模块的性能需求包括：各功能模块的处理时间需求、存储空间需求和运行空间需求；接口需求包括各功能模块的内部接口和液压控制软件的外部接口，内部接口主要包括数据类型和取值范围，外部接口主要包括接口类型、接口模式、接口方向、接口消息长度、接口队列长度等信息。如图3所示，为本发明实施例中液压控制软件的功能需求的示意图。如下表1所示，为本发明实施例中液压控制软件的性能需求示例，如下表2所示，为本发明实施例中液压控制软件的功能需求中信号处理模块内部接口的需求示例，如下表3所示，为本发明实施例中液压控制软件的外部接口的需求示例。

表1

类型	名称	需求
			时间需求	数据采集功能模块	时间需求(毫秒)
存储空间需求	液压控制软件	空间需求(兆字节)
			运行空间需求	液压控制软件	空间需求(兆字节)

表2

表3

步骤2，体系结构划分：依据步骤1中分析结果划分液压控制软件体系结构，主要为任务划分。任务划分考虑模块内部功能高内聚和接口数据低耦合因素，结合各功能模块周期处理要求，形成数据采集任务、数据处理任务、电控部件控制任务等。如下表4所示，为本发明实施例中液压控制软件的任务划分示例。

表4

任务名称	功能模块	任务优先级	任务类型	任务周期	触发条件
						数据采集任务	数据采集	150	周期任务	100ms	100ms中断
数据处理任务	数据处理	200	周期任务	200ms	200ms中断

步骤3，数据封装(包括以下数据组织和数据访问)：按照液压控制软件外部接口需求和各功能模块内部接口需求，对所有输入、输出、中间处理数据进行组织，形成包含枚举、数组、结构等组织方式的数据集合；编写数据访问接口程序，包括数据读取Read函数和数据写入Write函数，并在上述函数内实现通过互斥信号量进行共享数据的时序访问保护。

1)数据组织方式：

共享数据主要包括：数据采集功能模块需求数据、、电控部件控制功能模块的需求数据、信号处理功能模块的需求数据、页面显示功能模块的需求数据、状态数据记录功能模块的需求数据。数据采集功能模块的需求数据包括：型号为GJB289A总线的采集数据、型号为ARINC429总线的采集数据、泵超控开关自动位硬线采集数据等，其中，泵超控开关自动位硬线采集数据包括：1号泵、2号泵、3号泵的超控开关自动位硬线采集数据，可用数据类型进行数据组织；1号泵的超控开关自动位硬线数据采集数据包括“1号泵超控开关自动位A通道瞬态值”、“1号泵超控开关自动位B通道瞬态值”等，“1号泵超控开关自动位A通道瞬态值”和“1号泵超控开关自动位B通道瞬态值”仅包含0、1值，可用枚举类型进行数据组织。GJB289A总线采集数据、ARINC429总线采集数据包括多个数据内容，可用结构体类型进行数据组织。如图4所示，为本发明实施例中液压控制软件的数据组织方式的示意图。

2)数据访问方式：

如图5所示，为本发明实施例中对液压控制软件中的数据进行数据访问的示意图。以“1号泵超控开关自动位B通道瞬态值”为例予以说明，编写数据访问接口程序(对数据组成形成的每个“最小数据单元”，编写一个接口程序)，该接口程序包括数据读取Read函数和数据写入Write函数。在函数内部采用互斥信号量进行共享数据的时序访问保护。需要说明的是，对每个“最小数据单元”，设定一个“互斥访问变量”，实现各任务的对“最小数据单元”的顺序访问；例如，在一个任务的“最小数据单元”的写过程中，避免其它任务的“最小数据单元”的读操作。

步骤4，功能模块逻辑处理：

功能逻辑分布于步骤2所划分的各任务中，功能模块的逻辑处理依据系统要求完成，液压控制软件的功能模块的逻辑处理主要为状态的逻辑判断。功能模块的逻辑处理所需要的所有数据均通过该数据的读取Read函数获取对应的数据值，然后用于逻辑处理，处理完的输出数据值通过数据写入Write函数更新至对应的数据。在具体实现中，如图6所示，为本发明实施例的液压控制软件进行共享数据处理的示意图，共享数据即指全局变量。包括以下步骤：

S1，通过数据访问程序从共享数据获取各功能模块所需的数据(读过程)；

S2，各功能模块通过获取的数据进行逻辑处理；

S3，各功能模块将自身进行逻辑处理得到的数据通过数据访问程序存储到共享数据中(写过程)。

可以看出，图6中的读过程为：共享数据——>任务，写过程：任务——>共享数据。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种液压控制软件的数据处理方法，其特征在于，包括：

根据液压控制软件所控制系统的需求，对所述液压控制软件划分功能模块并划分任务，所述功能模块分布在所述任务中；

确定各功能模块的内部接口和液压控制软件的外部接口；

根据液压控制软件的外部接口和各功能模块的内部接口，对液压控制软件和各功能模块所需的共享数据进行数据组织，并对数据组织形成的最小数据单元编写数据访问接口程序；

各任务中的各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序对共享数据进行读操作和写操作。

2.根据权利要求1所述的液压控制软件的数据处理方法，其特征在于，所述对所述液压控制软件划分功能模块并划分任务，包括：

确定所述液压控制软件的功能模块，以及各功能模块的性能；

根据所述液压控制软件的功能模块和各功能模块的性能，形成所述液压控制软件的各任务。

3.根据权利要求2所述的液压控制软件的数据处理方法，其特征在于，所述任务包括：数据采集任务、数据处理任务、电控部件控制任务；

所述功能模块包括：数据采集功能模块、电控部件控制功能模块、信号处理功能模块、页面显示功能模块、状态数据记录功能模块；

所述功能模块的性能包括：功能模块的处理时间、存储空间和运行空间。

4.根据权利要求3所述的液压控制软件的数据处理方法，其特征在于，所述各功能模块的内部接口包括：数据类型和取值范围；

所述液压控制软件的外部接口包括：接口类型、接口模式、接口方向、接口消息长度、接口队列长度。

5.根据权利要求4所述的液压控制软件的数据处理方法，其特征在于，所述共享数据包括：数据采集功能模块的需求数据、电控部件控制功能模块的需求数据、信号处理功能模块的需求数据、页面显示功能模块的需求数据、状态数据记录功能模块的需求数据，所述对液压控制软件和各功能模块所需的共享数据进行数据组织，包括：

对液压控制软件和各功能模块的所有输入数据、输出数据和中间处理数据进行数据组织。

6.根据权利要求5所述的液压控制软件的数据处理方法，其特征在于，所述数据采集功能模块的需求数据包括：型号为GJB289A总线的采集数据、型号为ARINC429总线的采集数据、泵超控开关自动位硬线采集数据；其中，所述泵超控开关自动位硬线采集数据包括1号泵、2号泵、3号泵的超控开关自动位硬线采集数据，所述1号泵的超控开关自动位硬线采集数据包括1号泵超控开关自动位A通道瞬态值、1号泵超控开关自动位B通道瞬态值。

7.根据权利要求5所述的液压控制软件的数据处理方法，其特征在于，所述对数据组织形成的最小数据单元编写数据访问接口程序，包括：

编写最小数据单元的数据访问接口程序，所述数据访问接口程序包括读函数和写函数，所述读函数和写函数中通过配置互斥信号变量进行共享数据的实时访问保护。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的液压控制软件的数据处理方法，其特征在于，所述各任务中的各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序对共享数据进行读操作和写操作，包括：

各功能模块通过其内部最小数据单元对应的数据访问接口程序从共享数据中获取本功能模块所需的数据；

各功能模块通过获取的数据进行逻辑处理；

各功能模块将其进行逻辑处理得到的数据通过数据访问接口程序存储到共享数据中。

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