CN116634036A - 一种航电数据接口装置的协议转换配置方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航电数据接口装置协议转换配置方法和系统，通过获取并解析航电设备ICD数据、确定待转换的ICD数据场景，然后执行对应转换场景下的转换方案，最后根据模板生成ADIU转换配置文件。本发明可实现不同总线协议之间的格式转换和ADIU转换配置文件生成，简化了配置设计工作，提升研发效率，降低研发成本。
Description
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，更具体地，涉及一种航电数据接口装置协议转换配置方法及系统。
背景技术
随着飞机航空电子系统复杂度的提升，航电系统正向通用化、综合化、模块化的方向发展，其中综合模块化航空电子(Integrated Modular Avionics，简称IMA)架构已成为目前大型民用飞机(C919、B787、A350)的主流航电架构。航电数据接口装置(Avionics DataInterface Unit，简称ADIU)是IMA平台的重要组成部分，C919航电系统中的远程数据接口单元(RDIU)属于此类设备。航电数据接口装置为不直接接入飞机数据主干网络(ARINC664，简称A664)的设备提供IO资源，它可以作为输入设备将数据从A429(ARINC429的简称)、A825(ARINC825的简称)、模拟/离散等其他总线转换为与飞机数据主干网络相兼容的数据格式；也可以作为输出设备将飞机主干网络传输的总线协议转换为各类其他总线类型。
大型民用飞机网络传输数据规模巨大，其中主干网络数据和其他类型总线设备存在大量的信息交互，且总线类型繁多，传统的ADIU协议转换需要将待转换的ICD(InterfaceControl Document，接口数据文档)信息全部写到ADIU软件代码中。这种方式自动化程度较低，无法实现灵活配置，一旦发生变更，就需要更改软件代码，因此ADIU的协议转换配置设计工作量巨大。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种针对航电数据接口装置的协议转换配置方法和一种针对航电数据接口装置的协议转换配置系统，将待转换的ICD数据和功能软件隔离，单独生成转换配置文件，可实现不同总线协议之间的格式转换和ADIU转换配置文件生成。
本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
一种航电数据接口装置协议转换配置方法，包括以下步骤：
步骤一：获取并解析接入飞机主干网络的所有航电设备的ICD数据，确定各航电设备之间的总线连接类型、源端和接收端以及间接接入飞机主干网络设备连接的ADIU编号，确定待转换的ICD数据，根据源端设备和接收端设备的总线类型确定协议格式转换场景；
步骤二：执行确定的协议格式转换场景下的转换方案，两种不同类型协议转换的方案原理为：首先创建要转换的消息结构，然后对被转换消息的内容进行复制，接着赋值到新的消息结构中，并根据应用场景增加必要属性，最终形成转换后的完整消息；
步骤三：根据模板形成对应编号ADIU的转换配置文件，转换配置文件包含了该ADIU协议格式转换前后的输入数据引用关系和输出数据的信号定义。
步骤二中针对ARINC429转ARINC664方案，首先创建一个空白的ARINC664消息结构，然后将ARINC429字赋值到ARINC664消息的一个数据集中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，最后形成完整的转换后的ARINC664消息。
步骤二中针对ARINC664转ARINC429方案，首先创建一个空白的ARINC429消息结构，然后将ARINC664消息中DS包含的ARINC429字赋值到新创建的ARINC429字中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，最后形成完整的转换后的ARINC429消息。
步骤二中针对ARINC 825转ARINC 664方案，首先创建一个空白的ARINC 664消息结构，然后将ARINC 825消息中包含的所有DP赋值到ARINC 664消息的一个数据集中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，最后形成完整的转换后的ARINC 664消息。
一种航电数据接口装置协议转换配置系统，包含ICD导入模块、数据解析模块，协议格式转换模块，转换配置文件生成模块；
ICD导入模块用于导入飞机主干网络的所有航电设备的形式化ICD数据；
数据解析模块用于对导入的形式化ICD数据进行逻辑关系解析，识别直接和间接接入飞机主干网络的航电设备、各航电设备之间的总线连接类型、ICD数据的源端和接收端、间接接入飞机主干网络设备连接的ADIU编号、各设备待转换的ICD数据以及相应的协议格式转换场景；
协议格式转换模块用于实现不同总线协议之间的协议转换方案，将待转换的ICD数据格式赋值到最终所需的协议类型格式，同时增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，最终形成完整的转换后的消息；
转换配置文件生成模块按照一定的模板产生对应编号ADIU的转换配置文件，转换配置文件包含了该ADIU协议格式转换前后的输入数据引用关系和输出数据的信号定义。
本发明的有益效果在于：
本发明通过获取并解析航电设备ICD数据、确定待转换的ICD数据场景，然后执行对应转换场景下的转换方案，最后根据模板生成ADIU转换配置文件，可实现不同总线协议之间的格式转换和ADIU转换配置文件生成，简化了配置设计工作，提升研发效率，降低研发成本。
附图说明
图1是ARINC429转ARINC664赋值过程；
图2是ARINC664转ARINC429赋值过程；
图3是ARINC825转ARINC664的赋值过程；
图4是是航电数据接口装置协议转换配置系统的模块图；
图5是航电数据接口装置协议转换配置方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
本实施例所示的一种航电数据接口装置协议转换配置方法，包括以下步骤：
步骤一：获取并解析接入飞机主干网络的所有航电设备的ICD(InterfaceControl Document，接口数据文档)数据。
在大型民用飞机航空电子系统中，接入飞机主干网络(通常为A664网络)有直接和间接两种方式，直接接入飞机主干网络的设备和A664网络交换机连接，间接接入飞机主干网络的设备和ADIU连接，由ADIU实现其他总线与飞机主干网络相兼容的数据格式；ICD数据称为接口控制文件，定义了机载系统各分系统、设备之间或与其他系统、分系统、设备之间具体的接口关系，总线数据的收发以及信号详细定义。
子步骤1：当获取到上述ICD数据后经过解析可确定各航电设备之间物理交联关系。其中，物理交联关系定义了各航电设备之间的总线连接类型、ICD数据收发方向(源端和接收端)以及间接接入飞机主干网络设备连接的ADIU编号。该步骤确定了航电设备和ADIU的连接关系(数据收发方向、总线类型)，为子步骤3确定协议格式转换场景提供信息输入。
子步骤2：当获取到上述ICD数据后经过解析可确定待转换的ICD数据。其中：待转换的ICD数据是某航电设备所有ICD收发数据的子集。举例，设备A和设备B没有物理交联关系，且两者收发数据的物理总线协议不同，如果设备A需要接收设备B的部分ICD数据，就必须通过ADIU进行协议格式转换，该部分ICD数据定义为待转换ICD数据。待转换的ICD数据需要由数据接收方(设备A)向发送方(设备B)提出请求，并在设备A的ICD文件中明确所有需要接收的数据，这些数据构成待转换的ICD数据。
子步骤3：根据上述识别的源端设备和接收端设备的总线类型，确定协议格式转换场景。机载系统总线类型通常包括A429、A825、A664、A717、模拟/离散等。假设源端设备为A429总线，接收端设备为A664总线，则对应的协议格式转换场景为A429转A664；由于不同总线的ICD格式特征不同，因此不同协议之间数据格式转换场景对应的转换方案不同。
举例，大气数据计算机(Air Data Computer，简称ADC)和综合显示单元(Integrated Display Unit，简称IDU)没有直接物理交联关系，且两者收发数据的物理总线协议不同。ADC采用A429总线与外部通信，IDU采用A664总线与外部通信，如果IDU需要接收ADC的发出的部分ICD数据，例如指示空速，就必须通过ADIU进行协议格式转换。其中ADC与编号为5的ADIU相连，则在该场景下ADC发出的A429协议定义的指示空速数据经过ADIU5转换为A664协议的指示空速数据后发送到飞机主干数据网络，由IDU最终接收到A664协议的指示空速。
步骤二：执行确定的协议格式转换场景下的转换方案。
机载系统总线类型通常包括A429、A825、A664、A717、模拟/离散等，理论上任意两种不同的协议格式都可能存在相互转换的需求。两种不同类型协议转换的方案原理为：首先创建要转换的消息结构，然后对被转换消息的内容进行复制，接着赋值到新的消息结构中，并根据应用场景增加必要属性，最终形成转换后的完整消息。步骤一确定了待转换的ICD数据和协议格式转换场景，而该步骤定义了不同场景的具体操作过程。
举例1：针对ADC发送指示空速数据给IDU场景下的A429转A664方案，首先创建一个空白的A664消息结构，然后将被接收的完整的指示空速的A429字赋值到A664消息的一个数据集(Data Set，简称DS)中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，以表征该数据的来源和目的；最后形成完整的转换后的A664消息，格式转换过程如图1所示。
举例2：针对IDU发送给ADC场压装订数据的A664转A429方案；首先创建一个空白的A429消息结构，然后将A664消息中DS包含的A429字场压装订数据赋值到新创建的A429字中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，以表征该数据的来源和目的，最后形成完整的转换后的A429消息，格式转换过程如图2所示。
举例3：针对CCD发送给IDU的光标控制数据的A825转A664方案；首先创建一个空白的A664消息结构，然后假设一个A825消息一共有n个DP(Data parameter)，将A825消息中包含的所有DP(1～n)，赋值到A664消息的一个数据集(Data Set，简称DS)中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，以表征该数据的来源和目的；最后形成完整的转换后的A664消息，格式转换过程如图3所示。
步骤三：根据模板形成对应编号ADIU的转换配置文件。其中，转换配置文件包含了该ADIU协议格式转换前后的输入数据引用关系和输出数据的信号定义。本步骤中的模板是转换配置文件的模板，通常采用标准xml格式进行定义，基于该模板和步骤一、二的结果可以形成对应编号ADIU转换配置文件。转换配置文件可以按照XML文件格式进行组织，对输入数据的引用和输出数据可以自定义节点和节点属性，完整地表达出ADIU输入数据的源端以及输出数据的目的端，从而完成ADIU内部协议转换的数据流定义。转换配置文件是ADIU软件实现协议转换功能必须的输入文件。
实施例二
参见图4所示，本实施例所示的一种航电数据接口装置协议转换配置系统，包含ICD导入模块、数据解析模块，协议格式转换模块，转换配置文件生成模块；
ICD导入模块用于导入飞机主干网络的所有航电设备的形式化ICD数据。其兼容常见格式的ICD文件数据，包括xml、html、txt、dat等数据格式；
数据解析模块用于对导入的形式化ICD数据进行逻辑关系解析，识别直接和间接接入飞机主干网络的航电设备、各航电设备之间的总线连接类型、ICD数据收发方向(源端和接收端)、间接接入飞机主干网络设备连接的ADIU编号、各设备待转换的ICD数据以及相应的协议格式转换场景。
协议格式转换模块用于实现不同总线协议之间的协议转换方案，其将待转换的ICD数据格式赋值到最终所需的协议类型格式，同时增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，以表征该数据的来源和目的，最终形成完整的转换后的消息。
转换配置文件生成模块按照一定的模板产生对应编号ADIU的转换配置文件。其中，转换配置文件包含了该ADIU协议格式转换前后的输入数据引用关系和输出数据的信号定义。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种航电数据接口装置协议转换配置方法，包括以下步骤：
步骤一：获取并解析接入飞机主干网络的所有航电设备的ICD数据，确定各航电设备之间的总线连接类型、源端和接收端以及间接接入飞机主干网络设备连接的ADIU编号，确定待转换的ICD数据，根据源端设备和接收端设备的总线类型确定协议格式转换场景；
步骤二：执行确定的协议格式转换场景下的转换方案，两种不同类型协议转换的方案原理为：首先创建要转换的消息结构，然后对被转换消息的内容进行复制，接着赋值到新的消息结构中，并根据应用场景增加必要属性，最终形成转换后的完整消息；
步骤三：根据模板形成对应编号ADIU的转换配置文件，转换配置文件包含了该ADIU协议格式转换前后的输入数据引用关系和输出数据的信号定义。
2.根据权利要求1所述的一种航电数据接口装置协议转换配置方法，其特征在于所述步骤二中针对ARINC429转ARINC664方案，首先创建一个空白的ARINC664消息结构，然后将ARINC429字赋值到ARINC664消息的一个数据集中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，最后形成完整的转换后的ARINC664消息。
3.根据权利要求1所述的一种航电数据接口装置协议转换配置方法，其特征在于所述步骤二中针对ARINC664转ARINC429方案，首先创建一个空白的ARINC429消息结构，然后将ARINC664消息中DS包含的ARINC429字赋值到新创建的ARINC429字中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，最后形成完整的转换后的ARINC429消息。
4.根据权利要求1所述的一种航电数据接口装置协议转换配置方法，其特征在于所述步骤二中针对ARINC 825转ARINC 664方案，首先创建一个空白的ARINC 664消息结构，然后将ARINC 825消息中包含的所有DP赋值到ARINC 664消息的一个数据集中，其次增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，最后形成完整的转换后的ARINC 664消息。
5.一种航电数据接口装置协议转换配置系统，包含ICD导入模块、数据解析模块，协议格式转换模块，转换配置文件生成模块，其特征在于：
ICD导入模块用于导入飞机主干网络的所有航电设备的形式化ICD数据；
数据解析模块用于对导入的形式化ICD数据进行逻辑关系解析，识别直接和间接接入飞机主干网络的航电设备、各航电设备之间的总线连接类型、ICD数据的源端和接收端、间接接入飞机主干网络设备连接的ADIU编号、各设备待转换的ICD数据以及相应的协议格式转换场景；
协议格式转换模块用于实现不同总线协议之间的协议转换方案，将待转换的ICD数据格式赋值到最终所需的协议类型格式，同时增加数据周期、被转换数据的源端和接收端属性，最终形成完整的转换后的消息；
转换配置文件生成模块按照一定的模板产生对应编号ADIU的转换配置文件，转换配置文件包含了该ADIU协议格式转换前后的输入数据引用关系和输出数据的信号定义。
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