CN113534680B - 一种基于ed-247标准的适配器及混合测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了虚拟集成与仿真验证领域内的一种基于ED‑247标准的适配器及混合测试系统，包括：处理器，与处理器连接的物理总线接口和ED‑247总线接口，处理器包括基础信息库、数据采集模块、数据处理模块，基础信息库用以保存配置信息；数据采集模块用以对物理总线接口或ED‑247总线接口的接口数据进行采集并发送给数据处理模块；数据处理模块用以采集数据进行编码或解码、并封装发送至物理总线接口或ED‑247总线接口；处理器用以实现物理总线数据和ED‑247总线数据的相互转换。该适配器能满足不同硬件设备接入ED‑247总线进行通信的需求，为实现下一步的仿真验证活动打下坚实的基础。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟集成与仿真验证技术领域，特别涉及一种基于ED-247标准的适配器及混合测试系统。
背景技术
ED-247是由国外多家主机厂、机载设备制造商、测试机构等联合制定的标准，用以定义虚拟及混和测试过程、提供虚拟总线协议等。
民航飞机机载系统在设计过程中，涉及多种模型、软件、硬件等，如SCADE模型、手写C代码、激励器、半物理设备等，需要借助支持异构模型集成的虚拟及混合仿真集成总线技术，实现多源异构系统集成仿真，进行实现软件开环、伪闭环、闭环以及硬件在环的集成仿真，为机载系统集成、测试和验证等活动提供支撑。考虑到民航飞机机载系统十分复杂，需要多方共同研制，并且其功能和性能直接关系到民机的飞行安全、执行效率和运营成本，因此需以统一、高效的标准来规范虚拟及混合测试过程，才能达到虚拟集成与仿真验证的目的。
而目前的国内民航大飞机研制尚不成熟，部分真实物理器件在设计过程中并没有考虑ED-247协议，难以直接接入系统进行混合测试。因此需要基于ED-247标准，设计一款ED-247适配器及混合测试系统来满足多种模型、软件、硬件等在同一平台进行集成与仿真的需求。
发明内容
本申请通过提供一种基于ED-247标准的适配器，解决现有技术中真实物理器件与虚拟模型数据不统一的问题，实现了真实物理器件与虚拟模型数据互通的效果。
本申请实施例提供了一种基于ED-247标准的适配器，包括：
处理器；
物理总线接口，所述物理总线接口与所述处理器连接，所述物理总线接口用以连接所述处理器与所述真实器件连接的物理总线，
ED-247总线接口，所述ED-247总线接口与所述处理器连接，所述ED-247总线接口用以连接所述处理器与所述ED-247总线；
其中，所述处理器包括基础信息库、数据采集模块、数据处理模块，所述基础信息库用以保存配置信息；所述数据采集模块用以依据所述基础信息库的配置信息对所述物理总线接口或ED-247总线接口的接口数据进行采集并发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块用以依据所述基础信息库的配置信息对所述数据采集模块发送的采集数据进行编码或解码、并封装发送至物理总线接口或ED-247总线接口；所述处理器用以实现物理总线数据和ED-247总线数据的相互转换。
上述实施例的有益效果在于：ED-247标准定义了虚拟化航电信号(离散、模拟信号以及航电总线信号，包括A429、CAN、AFDX等)的方法，使得航电信号可以在标准以太网上传输，通过支持ED-247总线协议的适配器，能满足不同硬件设备接入ED-247总线进行通信的需求，为实现下一步的仿真验证活动打下坚实的基础。
在本申请其中一个实施例中，所述处理器还包括初始化模块，所述初始化模块用以依据所述基础信息库的配置信息对所述数据采集模块进行初始化。通过初始化模块，明确此次传输的接口配置信息及数据采集通道配置信息，保证数据传输的准确性。
在本申请其中一个实施例中，所述配置信息包括接口配置信息和数据采集通道配置信息。接口配置信息用以描述接口的类型、数据类型等，数据采集通道配置信息用以描述数据采集通道的报文格式，保证数据采集和传输的准确性和可扩展性。
在本申请其中一个实施例中，所述数据采集模块对应所述物理总线接口或ED-247总线接口分别设置有若干个数据通道。保证对于多数航电信号的适配。
在本申请其中一个实施例中，所述数据处理模块包括编码器，解码器，及封装发送器。三个模块按照相应配置信息配合工作，保证通信的准确和高效。
在本申请其中一个实施例中，所述编码器为VISTAS编码器，所述解码器为VISTAS解码器。通过编码、解码，保证数据在不同的总线上传输。
一种基于ED-247标准的混合测试系统，包括：
控制器；
若干个虚拟器件；
若干个真实器件；
ED-247命令与控制总线，各所述虚拟器件和真实器件分别与所述命令与控制总线连接，所述命令与控制总线还与所述控制器连接，所述命令与控制总线用以传输所述控制器与各所述虚拟器件、真实器件之间的数据；
ED-247数据总线，各所述虚拟器件和真实器件分别与所述命令与控制总线连接，所述数据总线用以传输各所述虚拟器件和真实器件之间的数据；
如前述的适配器，若干所述真实器件通过所述适配器与所述ED-247命令与控制总线、ED-247数据总线连接，所述适配器用以转换与所述真实器件的数据类型；
其中，所述控制器用以控制各所述虚拟器件和真实器件，并进行场景测试。
上述实施例的有益效果在于：在ED-247标准的定义下，混合测试系统采用双总线的结构，数据总线用于传输仿真功能里不同器件所需的数据；命令与控制总线则用于传递用于操作各接入器件的消息，包括器件的配置信息、状态机、网络修正、健康监测等，在总线之上，有测试台控制器，用于提供相关测试场景下的数据激励、监控以及管理等功能。上述可接入的器件中，虚拟器件可能涉及建模等活动，其接入总线的核心在于规范输入输出数据帧结构；直接接入的真实器件是指在硬件设备在设计过程如果已经考虑接口设计符合ED-247协议，即可直接接入总线；另外更多的一部分是未考虑ED-247协议的真实器件，这部分器件需通过连接适配器方能实现与总线的通信。在适配器和双总线架构下，该混合测试系统能满足不同硬件设备接入ED-247总线进行通信的需求，实现虚拟器件与真实器件的集成，无论是模型、软件还是硬件，均能进行集成和仿真验证，从而降低研制成本、缓解后期实物集成测试压力。
在本申请其中一个实施例中，所述控制器用以提供时间管理、故障控制、供电、仿真监控、和/或动态信号重写功能。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1.该适配器能满足不同硬件设备接入ED-247总线进行通信的需求，为实现下一步的仿真验证活动打下坚实的基础；
2.在适配器和双总线架构下，该混合测试系统能满足不同硬件设备接入ED-247总线进行通信的需求，实现虚拟器件与真实器件的集成，无论是模型、软件还是硬件，均能进行集成和仿真验证，从而降低研制成本、缓解后期实物集成测试压力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一种基于ED-247标准的适配器的示意框图；
图2为本发明一种基于ED-247标准的混合测试系统的示意框图；
图3为真实器件相互之间数据通信过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本发明描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本申请实施例通过提供一种基于ED-247标准的适配器，解决现有技术中真实物理器件与虚拟模型数据不统一的问题，实现了真实物理器件与虚拟模型数据互通的效果。
本申请实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
实施例一：
如图1所示，一种基于ED-247标准的适配器，包括ARM Core处理器，及分别与处理器连接的物理总线接口、ED-247总线接口，物理总线接口用以连接处理器与真实器件连接的物理总线，ED-247总线接口用以连接处理器与ED-247总线；
其中，处理器包括基础信息库、数据采集模块、数据处理模块、初始化模块，基础信息库用以保存配置信息，配置信息包括接口配置信息和数据采集通道配置信息；数据采集模块对应物理总线接口或ED-247总线接口分别设置有若干个数据通道，数据采集模块用以依据基础信息库的配置信息对物理总线接口或ED-247总线接口的接口数据进行采集并发送给数据处理模块；数据处理模块包括VISTAS编码器、VISTAS解码器及封装发送器，数据处理模块用以依据基础信息库的配置信息对数据采集模块发送的采集数据进行编码或解码、并封装发送至物理总线接口或ED-247总线接口，通过物理总线或ED-247总线传输；初始化模块用以依据基础信息库的配置信息对数据采集模块进行初始化；处理器用以实现物理总线数据和ED-247总线数据的相互转换，使得航电信号可以在标准以太网上传输。
实施例二：
如图2所示，一种基于ED-247标准的混合测试系统，包括：
控制器，控制器用以提供时间管理、故障控制、供电、仿真监控、动态信号重写等功能；
若干个虚拟器件；
若干个真实器件；
ED-247命令与控制总线，各虚拟器件和真实器件分别与命令与控制总线连接，命令与控制总线还与控制器连接，命令与控制总线用以传输控制器与各虚拟器件、真实器件之间的数据；
ED-247数据总线，各虚拟器件和真实器件分别与命令与控制总线连接，数据总线用以传输各虚拟器件和真实器件之间的数据；
如前述的适配器，若干真实器件通过物理总线及适配器与ED-247命令与控制总线、ED-247数据总线连接，适配器用以转换与真实器件的数据类型；
其中，控制器用以控制各虚拟器件和真实器件，并进行场景测试。
实施例三：
如图3所示，采用适配器与ED-247总线连接的真实器件，相互之间数据通信过程如下：
步骤1：在测试台控制器的统一调度下，真实器件会产生通信数据，这些数据通过编码成为符合特定总线协议的消息，并向真实总线发送，这里真实总线可为前述物理总线；
步骤2：消息在真实总线中传输至ED-247适配器；
步骤3：适配器接收消息，并通过VISTAS编码器对该消息再次进行编码，将数据帧按照ED-247规范进行改造。ED-247标准目前依赖UDP/IP实现，因此编码结束后，实际成为可在以太网上传输的UDP消息(包含了IP、端口、数据分包策略、时间戳等信息)，将其发送到ED-247总线；
步骤4：消息发布到ED-247总线的各接入器件；
步骤5：目标IP地址适配器接收消息，并通过VISTAS解码器将UDP消息按照ED-247规范进行解码，使之恢复为器件接口支持的消息类型，并发送至真实总线中；
步骤6：消息在真实总线中传输至器件端；
步骤7：器件从总线接口接收消息，并完成相应过程。
通过以上的步骤，即可以明确ED-247适配器在真实的器件与ED-247总线之间所实现的功能。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
1.该适配器能满足不同硬件设备接入ED-247总线进行通信的需求，为实现下一步的仿真验证活动打下坚实的基础；
2.在适配器和双总线架构下，该混合测试系统能满足不同硬件设备接入ED-247总线进行通信的需求，实现虚拟器件与真实器件的集成，无论是模型、软件还是硬件，均能进行集成和仿真验证，从而降低研制成本、缓解后期实物集成测试压力。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种基于ED-247标准的适配器，其特征在于，包括：
处理器；
物理总线接口，所述物理总线接口与所述处理器连接，所述物理总线接口用以连接所述处理器与真实器件连接的物理总线，
ED-247总线接口，所述ED-247总线接口与所述处理器连接，所述ED-247总线接口用以连接所述处理器与ED-247总线；
其中，所述处理器包括基础信息库、数据采集模块、数据处理模块和初始化模块，所述基础信息库用以保存配置信息；所述数据采集模块用以依据所述基础信息库的配置信息对所述物理总线接口或ED-247总线接口的接口数据进行采集并发送给所述数据处理模块；所述数据处理模块用以依据所述基础信息库的配置信息对所述数据采集模块发送的采集数据进行编码或解码、并封装发送至物理总线接口或ED-247总线接口；所述数据处理模块包括编码器，解码器，及封装发送器，所述编码器为VISTAS编码器，所述解码器为VISTAS解码器；所述处理器用以实现物理总线数据和ED-247总线数据的相互转换，所述初始化模块用以依据所述基础信息库的配置信息对所述数据采集模块进行初始化；
采用所述适配器与所述ED-247总线连接的所述真实器件，相互之间数据通信过程如下：
步骤1：在测试台控制器的统一调度下，所述真实器件会产生通信数据，所述数据通过编码成为符合总线协议的消息，并向所述物理总线发送；
步骤2：所述消息在所述物理总线中传输至所述适配器；
步骤3：所述适配器接收所述消息，并通过所述VISTAS编码器对所述消息再次进行编码，将数据帧按照ED-247规范进行改造转换为UDP消息，发送到所述ED-247总线；
步骤4：所述UDP消息发布到ED-247总线的各接入器件；
步骤5：目标IP地址的所述适配器接收所述UDP消息，并通过所述VISTAS解码器将所述UDP消息按照ED-247规范进行解码，使之恢复为器件接口支持类型的所述消息，并发送至所述真实总线中；
步骤6：所述消息在所述真实总线中传输至所述真实器件；
步骤7：所述真实器件接收所述消息。
2.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述配置信息包括接口配置信息和数据采集通道配置信息。
3.根据权利要求1所述的适配器，其特征在于：所述数据采集模块对应所述物理总线接口或ED-247总线接口分别设置有若干个数据通道。
4.一种基于ED-247标准的混合测试系统，包括：
控制器；
若干个虚拟器件；
若干个真实器件；
ED-247命令与控制总线，各所述虚拟器件和真实器件分别与所述命令与控制总线连接，所述命令与控制总线还与所述控制器连接，所述命令与控制总线用以传输所述控制器与各所述虚拟器件、真实器件之间的数据；
ED-247数据总线，各所述虚拟器件和真实器件分别与所述数据总线连接，所述数据总线用以传输各所述虚拟器件和真实器件之间的数据；
如权利要求1-3任一所述的适配器，若干所述真实器件通过所述适配器与所述ED-247命令与控制总线、ED-247数据总线连接，所述适配器用以转换与所述真实器件的数据类型；
其中，所述控制器用以控制各所述虚拟器件和真实器件，并进行场景测试。
5.根据权利要求4所述的混合测试系统，其特征在于：所述控制器用以提供时间管理、故障控制、供电、仿真监控、和/或动态信号重写功能。
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| GR01 | Patent grant | ||
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