[發(fā)明專利]一種基于RTX?HLA?反射內(nèi)存卡的可重構(gòu)分布式實(shí)時(shí)仿真方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310719029.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN103713940B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪歸歸;季玉龍;戈文一;湯坤;茍慧;黃世麟;羅宇;譚詩(shī)瀚;宋歌;高偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川川大智勝軟件股份有限公司;四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司51200
• 代理人: 卓仲陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體涉及一種基于RTX-HLA-反射內(nèi)存卡的可重構(gòu)分布式實(shí)時(shí)仿真方法。

背景技術(shù)

為了使分布式實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)（一個(gè)典型代表就行飛行模擬器）達(dá)到逼真的仿真效果，在系統(tǒng)內(nèi)部，往往不僅需要對(duì)各種數(shù)據(jù)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)解算，而且需要一個(gè)延遲時(shí)間極低的確定性網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)之間傳遞數(shù)據(jù)，這樣才能讓各個(gè)子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)一致地工作。

傳統(tǒng)上，我們使用“高速度以太網(wǎng)+上下位機(jī)”的解決方案來滿足這兩方面的需求。

受TCP/IP協(xié)議所限，傳統(tǒng)的以太網(wǎng)并不能滿足各實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)間實(shí)時(shí)、確定地傳輸數(shù)據(jù)的需求。盡管可以采取一些措施（如提高網(wǎng)絡(luò)速度、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷等）來降低延遲，但是仍然很難從根本上解決以太網(wǎng)不具有實(shí)時(shí)性和確定性的固有缺陷，并且這樣做均會(huì)增加額外的成本。

傳統(tǒng)的“上下位機(jī)”的主從開發(fā)模式方案如圖1所示，即實(shí)時(shí)仿真子系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)在下位機(jī)（嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如VxWorks、RTLinux、QNX等）中執(zhí)行，而包括界面顯示在內(nèi)的非實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)則在上位機(jī)（Windows操作系統(tǒng)）中運(yùn)行。這樣，在滿足實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性的需求的同時(shí)，還利用了Windows操作系統(tǒng)對(duì)開發(fā)工具（如Visual?Studio等）和圖形顯示接口（GUI）的強(qiáng)大支持等優(yōu)點(diǎn)，從而在一定程度上提高了界面顯示部分的開發(fā)效率。但是該解決方案有著固有的局限性，（1）上下位機(jī)帶來了高費(fèi)用、高成本和低可靠性。（2）復(fù)雜的分布式應(yīng)用程序。（3）總線的傳輸性能容易成為系統(tǒng)總體性能的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于RTX-HLA-反射內(nèi)存卡的可重構(gòu)分布式實(shí)時(shí)仿真方法，解決傳統(tǒng)的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)無法滿足分布式實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性和確定性的需求，而目前的解決方式在成本上過高，程序也太復(fù)雜的問題。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于RTX-HLA-反射內(nèi)存卡的可重構(gòu)分布式實(shí)時(shí)仿真方法，包括以下步驟：

步驟一，用實(shí)時(shí)的RTX進(jìn)程和非實(shí)時(shí)的Win32進(jìn)程共同構(gòu)建實(shí)時(shí)子系統(tǒng)；?

步驟二，用非實(shí)時(shí)的Win32進(jìn)程構(gòu)建非實(shí)時(shí)子系統(tǒng)；（如飛行模擬器中的視景子系統(tǒng)）

步驟三，將兩個(gè)以上實(shí)時(shí)子系統(tǒng)通過反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)連接至反射內(nèi)存交換機(jī)，將兩個(gè)以上非實(shí)時(shí)子系統(tǒng)通過HLA網(wǎng)絡(luò)連接至以太網(wǎng)交換機(jī)，然后將反射內(nèi)存交換機(jī)和以太網(wǎng)交換機(jī)通過以太網(wǎng)連接形成仿真系統(tǒng)；

步驟四，將兩個(gè)以上仿真系統(tǒng)通過反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)相互連接，組成仿真系統(tǒng)平臺(tái)。

進(jìn)一步的，所述實(shí)時(shí)子系統(tǒng)主要由用于數(shù)據(jù)收發(fā)和實(shí)時(shí)計(jì)算的RTX進(jìn)程和用于界面顯示或非實(shí)時(shí)計(jì)算的Win32進(jìn)程，所述RTX進(jìn)程和Win32進(jìn)程通過實(shí)時(shí)共享內(nèi)存機(jī)制進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，所述非實(shí)時(shí)子系統(tǒng)包括用HLA協(xié)議編寫的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和非實(shí)時(shí)計(jì)算或界面顯示模塊。

進(jìn)一步的，所述步驟三中，反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)是基于環(huán)狀/星狀、高速?gòu)?fù)制的共享內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)的節(jié)點(diǎn)上都有一塊本地反射內(nèi)存卡；反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是環(huán)形或星形。

進(jìn)一步的，所述步驟三中，反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)和HLA網(wǎng)絡(luò)都是集中式的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各子系統(tǒng)均僅由一臺(tái)通用的計(jì)算機(jī)同時(shí)完成前臺(tái)的實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)和后臺(tái)非實(shí)時(shí)計(jì)算任務(wù)及界面顯示任務(wù)。

一種基于RTX-HLA-反射內(nèi)存卡的可重構(gòu)分布式實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，包括用實(shí)時(shí)RTX進(jìn)程和非實(shí)時(shí)Win32進(jìn)程共同構(gòu)建的實(shí)時(shí)子系統(tǒng)，包括用非實(shí)時(shí)Win32進(jìn)程構(gòu)建的非實(shí)時(shí)子系統(tǒng)，所述實(shí)時(shí)子系統(tǒng)通過反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)連接至反射內(nèi)存網(wǎng)交換機(jī)，所述非實(shí)時(shí)子系統(tǒng)通過HLA網(wǎng)絡(luò)連接至以太網(wǎng)交換機(jī)，所述反射內(nèi)存網(wǎng)交換機(jī)和以太網(wǎng)交換機(jī)通過以太網(wǎng)絡(luò)連接至以太網(wǎng)交換機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠滿足分布式實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性和確定性的需求，而且其程序簡(jiǎn)單，成本低可靠性高。

附圖說明

圖1為本傳統(tǒng)上下位機(jī)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種基于RTX-HLA-反射內(nèi)存卡的可重構(gòu)分布式實(shí)時(shí)仿真方法一個(gè)實(shí)施例中實(shí)時(shí)子系統(tǒng)框架示意圖。

圖3為本發(fā)明一種基于RTX-HLA-反射內(nèi)存卡的可重構(gòu)分布式實(shí)時(shí)仿真方法一個(gè)實(shí)施例中非實(shí)時(shí)子系統(tǒng)框架示意圖。

圖4為本發(fā)明一種基于RTX-HLA-反射內(nèi)存卡的可重構(gòu)分布式實(shí)時(shí)仿真方法一個(gè)實(shí)施例的框圖。

具體實(shí)施方式