CN115801881A - 一种可复用的有人机数据接口表示方法 - Google Patents

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付塍强
姚方圆
张志冰
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Abstract

本申请属于航空技术领域，为一种可复用的有人机数据接口表示方法，非总线和外总线发出的数据先经过中间层，而后才进入到内总线，先对数据包进行整形，通过记录整形后的数据位段，在接收数据包时，采用逆向的过程，能够将位段格式的数据转换为机载应用需处理的格式，实现通用的解析与打包；通过记录中间层输入端与输出端的负载起始，读取对应数据包内每个数据元素在输入端的偏移量和输出端的偏移量，能够计算每个数据元素在应用层的字节偏移，实现每个数据元素在应用层的统一表示方法，提高了数据接口表示过程的效率和规范性，提高了正确性和可靠性。

Description

一种可复用的有人机数据接口表示方法
技术领域
本申请属于航空技术领域，特别涉及一种可复用的有人机数据接口表示方法。
背景技术
有人机各电子系统越来越复杂，各设备通过多种总线/协议交联，交换的信号类型不一、数量庞大。在各电子系统顶层设计层面，通过接口控制文件约束和规范接口，但这些文件只描述某设备在某特定传输方式下的特性；机载应用层要取得所需数据，需分析各类接口控制文件内容，将数据接口进行重新表示，转换为机载应用能处理的形式。
传统的面向机载应用的数据接口表示方法，随总线、信号类型而变化，使用范围相对比较窄，复用率低，且存在设计效率低下，人工引入错误率高等弊端。而有人机系统设计过程往往需反复迭代、维护过程可能出现设备升级情况，接口特性均会发生变化，由此带来大量修改和升级数据接口表示方式的工作量。
因此，需要设计一种可复用的有人机中数据接口的表示方法，使其能适配各种总线/协议、信号类型，提高数据接口表示过程的效率、降低人为错误。
发明内容
本申请的目的是提供了一种可复用的有人机数据接口表示方法，以解决现有的数据接口表示方法范围窄、利用率低的问题。
本申请的技术方案是：一种可复用的有人机数据接口表示方法，包括：在内总线与外总线之间设置中间层，接收来自外总线发送的数据包之后，对数据包进行整形，记录整形后的数据位段，将数据传输至中间层；记录中间层输入端与输出端的负载起始，读取对应数据包内每个数据元素在输入端的偏移量和输出端的偏移量，计算每个数据元素在应用层的字节偏移，获取并记录数据包内每个数据元素在应用层的统一表示方法；将经过数据元素统一表示后的数据包发送至应用层，应用层将数据位段格式的数据转换为机载应用需处理的格式，应用层读取数据包内的每个数据元素的原始字节偏移，完成接收。
优选地，所述中间层输入端的负载起始为OFF1，所述中间层输出端的负载起始为BASE1，所述数据元素在输入端与输出端的偏移量分别为M和N，则数据元素在应用层的字节偏移为：OFF1-M+N；所述应用层对数据元素的统一表示方法：BASE1+OFF1-M+N。
本申请的一种可复用的有人机数据接口表示方法，非总线和外总线发出的数据先经过中间层，而后才进入到内总线，先对数据包进行整形，通过记录整形后的数据位段，在接收数据包时，采用逆向的过程，能够将位段格式的数据转换为机载应用需处理的格式，实现通用的解析与打包；通过记录中间层输入端与输出端的负载起始，读取对应数据包内每个数据元素在输入端的偏移量和输出端的偏移量，能够计算每个数据元素在应用层的字节偏移，实现每个数据元素在应用层的统一表示方法，提高了数据接口表示过程的效率和规范性，提高了正确性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请某系统总线结构示意图；
图2为本申请数据包、数据元素与数据位之间的关系示意图；
图3为本申请传输格式属性示意图；
图4为本申请为序大端和小端模式区别示意图；
图5为本申请内外总线数据包字节排对应关系示意图；
图6为本申请通用解析与打包过程示意图；
图7为本申请整体流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
一种可复用的有人机数据接口表示方法，通过设计通用的传输协议特性和通用的解析、打包方式来实现有人机数据接口的统一表示。
如图7所示，包括如下步骤：
步骤S100，在内总线与外总线之间设置中间层，接收来自外总线发送的数据包之后，对数据包进行整形，记录整形后的数据位段，将数据传输至中间层；
某系统总线结构示意图见图1。来自系统外部的非总线数据(模拟量、离散量)，通过内总线传输给系统，非总线数据同样需要经过中间层；外总线数据，经总线接口模块、内总线传输给系统，最终，以内总线数据包格式，存储在特定地址。
接口控制文件可分为3个层次：数据包、数据元素、数据位，层次之间的关系见图2，数据包和数据元素之间、数据元素和数据位之间都是一对多的关系。因此，提取通用的机载总线/协议传输格式特性，必须体现图2所示3者之间的关系。
分析几种典型的有人机机载总线/协议，422总线、1394总线等。无论内/外总线，各数据包除实际负载的应用数据元素外，还需包含长短、格式、内容不一的、协议相关的“消息头”、“消息校验”和“消息尾”。对于某数据元素，需先按打包方式转换为整型，再以数据包的形式打包传输，在传输格式上表现为四个属性，见图3，其中位序的大小端模式数据区别见图4。
步骤S200，记录中间层输入端与输出端的负载起始，读取对应数据包内每个数据元素在输入端的偏移量和输出端的偏移量，计算每个数据元素在应用层的字节偏移，获取并记录数据包内每个数据元素在应用层的统一表示方法；
作为一种具体实施方式，某外总线发送数据包ODATA，其中的数据元素A，在该数据包内的字节偏移为OFF1，转换为整型后为2字节数据(即占OFF1、OFF2两个字节共16位数据位)，传输字节序为低字节在前、高字节在后，位序为大端模式，ODATA转到内总线传输时，数据包名称转换为IDATA，数据A在ODATA和IDATA中传输时的字节偏移示意见图5。该系统应用层为小端模式。
设定，中间层输入端的负载起始为OFF1，中间层输出端的负载起始为BASE1，数据元素在输入端与输出端的偏移量分别为M和N，
推出，该类外总线上发送的数据元素，针对应用层面的字节偏移应为：OFF1-M+N。应用层对数据元素A的表示方法为：BASE1+OFF1-M+N。再设计统一的高低字节转换及位序转换表示方法，使应用层使用数据时，只需关注其原始字节偏移即可。类似，对于其他传输协议，均抽象出与示例类似的中间层，无需关心原外总线传输格式，即可取到所需数据元素位置。
步骤S300，将经过数据元素统一表示后的数据包发送至应用层，应用层将数据位段格式的数据转换为机载应用需处理的格式，应用层读取数据包内的每个数据元素的原始字节偏移，完成接收。
分析得出通用的解析、打包方式，见图6，在操作上将不同总线的数据转换统一起来。无论哪种总线/协议，其解析、打包的流程都需将机载应用中的数据(t1、t2、t3表示)，转换为由接口控制文件规定的数据位段(T1、T2、T3表示)，而对于接收到的数据包，则需采用逆向的过程，将位段格式的数据转换为机载应用需处理的形式(能体现数据实际物理意义的量)。
非总线和外总线发出的数据先经过中间层，而后才进入到内总线，先对数据包进行整形，通过记录整形后的数据位段，在接收数据包时，采用逆向的过程，能够将位段格式的数据转换为机载应用需处理的格式，实现通用的解析与打包；通过记录中间层输入端与输出端的负载起始，读取对应数据包内每个数据元素在输入端的偏移量和输出端的偏移量，能够计算每个数据元素在应用层的字节偏移，实现每个数据元素在应用层的统一表示方法。
具有如下优点：
1)可有效解决现有系统设计出的接口控制文件与机载应用层使用的脱节问题；
2)实现了面向机载应用的数据接口的通用表示方法，提高了数据接口表示过程的效率和规范性，提高了正确性和可靠性；
3)该方法可使机载应用层无需关注数据所遵循的总线/协议传输特性，同时，极大增加了修改和维护的便利性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种可复用的有人机数据接口表示方法，其特征在于，包括：
在内总线与外总线之间设置中间层，接收来自外总线发送的数据包之后，对数据包进行整形，记录整形后的数据位段，将数据传输至中间层；
记录中间层输入端与输出端的负载起始，读取对应数据包内每个数据元素在输入端的偏移量和输出端的偏移量，计算每个数据元素在应用层的字节偏移，获取并记录数据包内每个数据元素在应用层的统一表示方法；
将经过数据元素统一表示后的数据包发送至应用层，应用层将数据位段格式的数据转换为机载应用需处理的格式，应用层读取数据包内的每个数据元素的原始字节偏移，完成接收。
2.如权利要求1所述的可复用的有人机数据接口表示方法，其特征在于：所述中间层输入端的负载起始为OFF1，所述中间层输出端的负载起始为BASE1，所述数据元素在输入端与输出端的偏移量分别为M和N，则数据元素在应用层的字节偏移为：OFF1-M+N；所述应用层对数据元素的统一表示方法：BASE1+OFF1-M+N。
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