CN115357296A - 飞机远程接口数据定义单元的模拟方法、系统及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法、系统及可读存储介质，包括配置解析模块，用于获取模拟RDIU配置表并将其转换为内部配置结构；数据接收模块，用于接收不同类型的信号并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据；数据路由模块，用于将转换后的数据按照内部配置结构进行解析，将解析后的数据设置并行处理任务进行路由，以及将任务处理结果按照内部配置结构进行组装；逻辑计算模块，用于处理并行处理任务；数据发送模块，用于获取组装后的任务处理结果并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据并发送。本发明在实现基本功能特性的基础上，能够有效降低航电系统试验的难度和成本，提高航电系统试验的效率。

Description

飞机远程接口数据定义单元的模拟方法、系统及可读存储 介质

【技术领域】

本发明涉及航空电子技术领域，尤其涉及一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法、系统及可读存储介质。

【背景技术】

国内外先进民用飞机航电系统均采用综合模块化航电(Integrated ModularAvionics，IMA)架构，提高了航电系统的综合化水平。远程接口数据定义单元(Remote DataInterface Unit，RDIU)作为遍布飞机各个位置的重要数据节点，是IMA平台的主要设备之一，提供接口资源，负责不同总线之间的数据格式转换，同时还应提供简单的逻辑处理能力。RDIU替代了传统的专用信号线路，有利于器件分离，使子系统、传感器以及效应器的布线和重量减至最少，易于系统更新，对航空系统的可靠性、可维护性、通用性等方面有着重要的意义。RDIU应具备可共享、分区保护、多功能以及可配置的特性。

随着综合化航电系统的功能日益复杂化，在航电系统设计、研制和定型生产的各个阶段，需要不同的试验手段对其功能、性能和指标进行测试。在地面对系统的功能和性能进行充分验证，可以大大缩短飞机试飞周期、减少试飞经费、加快研制进度。目前采用开放式IMA架构的主流机型都使用了多个RDIU设备，其中波音787飞机使用了21个RDIU，A380飞机使用了8个RDIU，C919飞机使用了16个RDIU。在航电系统半实物仿真、总体集成工作中，使用大量RDIU真件，既提高了系统仿真与集成试验的复杂度，增加了系统研制成本和周期，也无法开展更多复杂和特殊条件下的试验验证，难以保证系统试验的全面性和充分性。。

因此，有必要研究一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法、系统及可读存储介质来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法、系统及可读存储介质，在实现RDIU基本功能特性的基础上，提供了一种高性能、低成本的飞机远程接口数据定义单元的模拟方法及系统，能够有效降低航电系统试验的难度和成本，提高航电系统试验的效率。

一方面，本发明提供一种飞机远程接口数据定义单元的模拟系统，所述模拟系统包括：

配置解析模块，用于获取模拟RDIU配置表并将其转换为内部配置结构；

数据接收模块，用于接收不同类型的信号并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据；

数据路由模块，用于将转换后的数据按照内部配置结构进行解析，将解析后的数据设置并行处理任务进行路由，以及将任务处理结果按照内部配置结构进行组装；

逻辑计算模块，用于处理并行处理任务；

数据发送模块，用于获取组装后的任务处理结果并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据并发送；

所述数据路由模块同时连接逻辑计算模块、数据接收模块和数据发送模块，所述配置解析同时连接数据路由模块、数据接收模块和数据发送模块。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内部配置结构包括接口数据定义单元和数据区定义单元；

所述接口数据定义单元用于定义包括接口数据的标识、大小及其所包含的数据区；

所述数据区定义单元用于定义包括数据区数据的标识、大小和偏移、数据区数据与接口数据的映射关系、以及接口数据中输出接口的数据区与输入接口数据区的偏移。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述数据路由模块包括：

解析单元，用于将数据接收模块存储的转换后的数据按照数据区定义单元的定义方式进行解析并将解析结果按照信号类型进行汇总和分类；

路由单元，用于根据汇总和分类结果设置不同类型信号的并行处理任务；

组装单元，用于将并行处理任务的结果按照所述数据区定义单元定义方式进行组装和存储。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述数据接收模块包括：

信息接收单元，用于接收不同类型信号；

接收转换单元，用于将不同类型信号按照接口数据定义单元的定义方式进行数据转换，定义接收缓冲区的数据存储格式并存储数据。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述数据发送模块包括：

发送转换单元，用于将组装单元存储的数据按照接口数据定义单元的定义方式进行数据转换，定义发送缓冲区的数据存储格式并存储转换后数据；

信息发送单元，用于将发送缓冲区的存储数据进行发送。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述逻辑计算模块包括多个相互独立的逻辑计算模型单元，每个逻辑计算模型单元定义统一的输入和输出接口，所述逻辑计算模型单元支持通过脚本实现计算模型的组合调用；每个逻辑计算模型单元中的计算模型均包括“有状态”和“无状态”两种运行模式。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述模拟RDIU配置表为与RDIU真件相同的配置表，提供相同的软件功能可配置特性。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述不同类型的信号包括A664、A429、A825和模拟/离散量信号。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法，基于所述的模拟系统实现，所述模拟方法包括：

S1：获取模拟RDIU配置表并将其转换为内部配置结构；

S2：接收不同类型的信号并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据；

S3：将转换后的数据按照内部配置结构进行解析，将解析后的数据设置并行处理任务进行路由，以及将任务处理结果按照内部配置结构进行组装；

S4：处理并行处理任务；

S5：组装后的任务处理结果并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据并发送。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行所述的模拟方法。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1)本发明在模拟实现RDIU基本特性的基础上，基于功能性能更加强大的通用硬件平台和操作系统支持，采用并行计算架构充分提高模拟RDIU装置的功能性能水平，降低系统试验的难度和成本；

2)本发明在多类型多路接口数据并行处理的基础上，支持对每条输入输出数据的处理转换功能的并行化，增强模拟RDIU装置的并发性能，充分利用多核硬件的性能优势。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一个实施例提供的模拟RDIU装置的功能模块图；

图2是本发明一个实施例提供的配置解析模块的内部配置结构图；

图3是本发明一个实施例提供的数据接收、路由和发送任务交互流程图；

图4是本发明一个实施例提供的数据路由任务流程图；

图5是本发明一个实施例提供的数据路由并行计算模型图；

图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本发明提供一种飞机远程接口数据定义单元的模拟系统，所述模拟系统包括：

配置解析模块，用于获取模拟RDIU(远程数据接口单元(Remote Data InterfaceUnit，RDIU))配置表并将其转换为内部配置结构；

数据接收模块，用于接收不同类型的信号并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据；

数据路由模块，用于将转换后的数据按照内部配置结构进行解析，将解析后的数据设置并行处理任务进行路由，以及将任务处理结果按照内部配置结构进行组装；

逻辑计算模块，用于处理并行处理任务；

数据发送模块，用于获取组装后的任务处理结果并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据并发送；

所述数据路由模块同时连接逻辑计算模块、数据接收模块和数据发送模块，所述配置解析同时连接数据路由模块、数据接收模块和数据发送模块。

所述内部配置结构包括接口数据定义单元和数据区定义单元；

所述接口数据定义单元用于定义包括接口数据的标识、大小及其所包含的数据区；

所述数据区定义单元用于定义包括数据区数据的标识、大小和偏移、数据区数据与接口数据的映射关系、以及接口数据中输出接口的数据区与输入接口数据区的偏移。

所述数据路由模块包括：

解析单元，用于将数据接收模块存储的转换后的数据按照数据区定义单元的定义方式进行解析并将解析结果按照信号类型进行汇总和分类；

路由单元，用于根据汇总和分类结果设置不同类型信号的并行处理任务；

组装单元，用于将并行处理任务的结果按照所述数据区定义单元定义方式进行组装和存储。

所述数据接收模块包括：

信息接收单元，用于接收不同类型信号；

接收转换单元，用于将不同类型信号按照接口数据定义单元的定义方式进行数据转换，定义接收缓冲区的数据存储格式并存储数据。

所述数据发送模块包括：

发送转换单元，用于将组装单元存储的数据按照接口数据定义单元的定义方式进行数据转换，定义发送缓冲区的数据存储格式并存储转换后数据；

信息发送单元，用于将发送缓冲区的存储数据进行发送。

所述逻辑计算模块包括多个相互独立的逻辑计算模型单元，每个逻辑计算模型单元定义统一的输入和输出接口，所述逻辑计算模型单元支持通过脚本实现计算模型的组合调用；每个逻辑计算模型单元中的计算模型均包括“有状态”和“无状态”两种运行模式。

所述模拟RDIU配置表为与RDIU真件相同的配置表，提供相同的软件功能可配置特性。

所述不同类型的信号包括A664、A429、A825和模拟/离散量信号。

本发明还提供一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法，基于所述的模拟系统实现，所述模拟方法包括：

S1：获取模拟RDIU配置表并将其转换为内部配置结构；

S2：接收不同类型的信号并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据；

S3：将转换后的数据按照内部配置结构进行解析，将解析后的数据设置并行处理任务进行路由，以及将任务处理结果按照内部配置结构进行组装；

S4：处理并行处理任务；

S5：组装后的任务处理结果并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据并发送。

实施例1：

本发明提供了一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法及系统，该方法及系统能够高性能、低成本地实现RDIU的功能模拟。模拟RDIU装置的功能模块包括配置解析模块、数据接收模块、数据路由模块、数据发送模块以及逻辑计算模块。

1.配置解析模块

解析RDIU配置表，完成RDIU中各类型各路接口的接口数据及数据区定义，以及输入输出接口数据及数据区映射；接口数据定义包括接口数据的标识、大小、所包含的数据区等；数据区定义包括数据区的标识、大小、偏移、与对应的输出或输入接口数据中数据区的映射关系，以及输出接口数据中数据区相对输入的偏移等。

2.数据接收模块

完成RDIU中各类型各路接口的数据接收和转换。为各类型各路接口建立接收任务及接收缓冲区，定义统一的缓冲区数据存储格式，完成各类型接口接收数据格式与统一存储格式的转换。

3.数据路由模块

完成RDIU各类型各路接口的数据解析、路由和组装。为各类型各路接口建立数据路由任务；数据路由任务采用并行计算架构；根据接收接口数据定义与数据区定义，从接收缓冲区取出数据，完成解析；根据输入/输出映射与偏移关系，完成数据区数据复制；根据输出接口数据定义与数据区定义，完成组装，将数据放入发送缓冲区。

4.数据发送模块

完成RDIU中各类型各路接口的数据转换和发送。为各类型各路接口建立发送任务及发送缓冲区，定义统一的缓冲区数据存储格式，完成各类型接口发送数据格式与统一存储格式的转换。

5.逻辑计算模块

完成RDIU的逻辑处理功能。该模块包括多个独立无关的逻辑计算模型单元，为每个逻辑计算模型单元中的计算模型定义统一的输入和输出接口，支持通过脚本实现计算模型的组合调用；每个逻辑计算模型单元中的计算模型都包括“有状态”和“无状态”两种运行模式。

本发明为模拟RDIU装置提供了设计实现的方法和思路。该模拟RDIU装置在实现RDIU基本特性的基础上，使用商用货架硬件产品以及通用操作系统，基于功能性能更加强大的硬件资源和操作系统支持，采用并行计算架构充分提高模拟RDIU装置的功能性能水平，支持一个硬件平台模拟多个RDIU真件，在保证满足试验要求的同时，降低模拟RDIU装置软硬件研制以及航电系统试验的难度和成本，提高航电系统试验效率和试验方案的灵活性和有效性。

本发明实现的具体流程如下：

如图1所示，本发明提供的模拟RDIU装置的功能模块包括配置解析模块、数据接收模块、数据路由模块、数据发送模块以及逻辑计算模块。

模拟RDIU装置启动后，首先运行配置解析模块解析RDIU配置表。RDIU配置表通过专用的远程接口数据定义单元配置工具生成，用于RDIU真件上电后加载配置。模拟RDIU装置使用与RDIU真件相同的配置表，提供相同的软件功能可配置特性。

如图2所示，配置解析模块将配置表转换为内部配置结构，定义RDIU中的A664、A429、A825、模拟/离散量等信号类型的输入输出接口数据及其数据区，建立映射关系。

在配置解析模块执行完成后，针对每一类型每一路信号，数据接收模块建立对应的数据接收任务和接收缓冲区，数据发送模块建立对应的数据发送任务和发送缓冲区，数据路由模块建立对应的数据路由任务。

如图3所示，数据接收、路由、发送任务采用中断方式实现任务间通信，避免周期运行带来的非必要资源占用。输入信号触发数据接收任务接收和转换数据，转换结果放入接收缓冲区；接收缓冲区的更新触发消息路由任务解析、路由和组装数据，组装结果放入发送缓冲区；发送缓冲区的更新触发消息发送任务转换和发送数据，完成信号输出。

如图4所示，数据路由任务首先从对应的接收缓冲区中依次取出数据，根据内部配置结构，从输入数据中解析出每个输入数据区，调用逻辑计算模块，计算生成输出数据区，将输出数据区组装为输出数据，最后再将数据放入对应的发送缓冲区。

由于从接收缓冲区到发送缓冲区之间的数据处理工作是独立且不相关的，数据路由任务采用并行计算模式，将每个输入数据的解析任务，按照输入数据区、输出数据区拆分为若干个小的解析和计算任务，每个小任务的计算结果最后汇总为对应的输出数据。通过任务的并行拆分，可以将每个小任务分配到独立的内核线程上运行。将可分配的内核线程总数设定为2*CPU核心数-1，且可根据模拟RDIU装置硬件资源实际情况随时调整，充分利用高性能CPU实现多核并行计算，提高数据路由任务的执行效率，如图5所示。

图6是本发明实施例提供的一种电子设备600的结构示意图，该电子设备600可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessingunits，CPU)601和一个或一个以上的存储器602，其中，所述存储器602中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器601加载并执行以实现上述飞机远程接口数据定义单元的模拟方法。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由终端中的处理器执行以完成上述飞机远程接口数据定义单元的模拟方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

可行性验证：

经过与民用飞机航电系统MOC8工程模拟器联调验证，本发明可以实现模拟RDIU装置的数据路由和转发，功能性能水平均符合仿真试验要求。本发明的发明点在于：通过配置解析功能的并行数据分解方法，将RDIU配置表转换为包含接口数据和数据区的二维内部配置结构，将接口数据分解为处理复杂度一致的数据区，增强模拟RDIU装置数据转换与处理的并发性与可扩放性。同时数据路由功能的并行任务处理方法，将数据路由任务分解为多个与并行化数据区关联的子任务，每个子任务都包含完整的数据解析、处理与组装过程，可实现针对每条输入数据的处理转换功能的并行化。

以上对本申请实施例所提供的一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法、系统及可读存储介质，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种飞机远程接口数据定义单元的模拟系统，其特征在于，所述模拟系统包括：

配置解析模块，用于获取模拟RDIU配置表并将其转换为内部配置结构；

数据接收模块，用于接收不同类型的信号并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据；

数据路由模块，用于将转换后的数据按照内部配置结构进行解析，将解析后的数据设置并行处理任务进行路由，以及将任务处理结果按照内部配置结构进行组装；

逻辑计算模块，用于处理并行处理任务；

数据发送模块，用于获取组装后的任务处理结果并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据并发送；

所述数据路由模块同时连接逻辑计算模块、数据接收模块和数据发送模块，所述配置解析同时连接数据路由模块、数据接收模块和数据发送模块。

2.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，所述内部配置结构包括接口数据定义单元和数据区定义单元；

所述接口数据定义单元用于定义包括接口数据的标识、大小及其所包含的数据区；

所述数据区定义单元用于定义包括数据区数据的标识、大小和偏移、数据区数据与接口数据的映射关系、以及接口数据中输出接口的数据区与输入接口数据区的偏移。

3.根据权利要求2所述的模拟系统，其特征在于，所述数据路由模块包括：

解析单元，用于将数据接收模块存储的转换后的数据按照数据区定义单元的定义方式进行解析并将解析结果按照信号类型进行汇总和分类；

路由单元，用于根据汇总和分类结果设置不同类型信号的并行处理任务；

组装单元，用于将并行处理任务的结果按照所述数据区定义单元定义方式进行组装和存储。

4.根据权利要求3所述的模拟系统，其特征在于，所述数据接收模块包括：

信息接收单元，用于接收不同类型信号；

接收转换单元，用于将不同类型信号按照接口数据定义单元的定义方式进行数据转换，定义接收缓冲区的数据存储格式并存储数据。

5.根据权利要求3所述的模拟系统，其特征在于，所述数据发送模块包括：

发送转换单元，用于将组装单元存储的数据按照接口数据定义单元的定义方式进行数据转换，定义发送缓冲区的数据存储格式并存储转换后数据；

信息发送单元，用于将发送缓冲区的存储数据进行发送。

6.根据权利要求5所述的模拟系统，其特征在于，所述逻辑计算模块包括多个相互独立的逻辑计算模型单元，每个逻辑计算模型单元定义统一的输入和输出接口，所述逻辑计算模型单元支持通过脚本实现计算模型的组合调用；每个逻辑计算模型单元中的计算模型均包括“有状态”和“无状态”两种运行模式。

7.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，所述模拟RDIU配置表为与RDIU真件相同的配置表，提供相同的软件功能可配置特性。

8.根据权利要求4所述的模拟系统，其特征在于，所述不同类型的信号包括A664、A429、A825和模拟/离散量信号。

9.一种飞机远程接口数据定义单元的模拟方法，基于上述权利要求1-8之一所述的模拟系统实现，其特征在于，所述模拟方法包括：

S1：获取模拟RDIU配置表并将其转换为内部配置结构；

S2：接收不同类型的信号并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据；

S3：将转换后的数据按照内部配置结构进行解析，将解析后的数据设置并行处理任务进行路由，以及将任务处理结果按照内部配置结构进行组装；

S4：处理并行处理任务；

S5：组装后的任务处理结果并按照内部配置结构进行数据转换，存储转换后的数据并发送。

10.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时运行如权利要求9所述的模拟方法。

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