[發明專利]一種基于分層解耦架構的航空電子設備模擬器

在審

• 申請號: 202011146075.2
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112363799A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 謝建峰;戴亞鑫;王震;周堅鋒
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

本發明公開了一種基于分層解耦架構的航空電子設備模擬器，硬件平臺上包含有通用處理模塊，通用處理模塊根據模擬的航空電子設備運行的應用軟件，采用多核處理器基于跨平臺中間件駐留多個應用軟件并協同運行，該跨平臺中間件支持多操作系統；跨平臺中間件包括操作系統適配層、接入適配層和虛擬分區層；操作系統適配層為應用軟件提供符合ARINC653標準的函數接口，實現應用軟件與操作系統的解耦，接入適配層實現應用軟件與硬件平臺的解耦，虛擬分區層實現應用軟件與操作系統適配層的協同運行。本發明提供的基于分層解耦架構的航空電子設備模擬器具有機載軟件移植快、通用化程度高、適用范圍廣、研制周期短、成本低、維護性高等特點。

技術領域

本發明涉及航空模擬器和航空電子系統仿真領域，尤其涉及一種基于分層解耦架構的航空電子設備模擬器，實現對航空電子設備的低成本模擬和仿真，支持航電系統各應用軟件的快速跨平臺移植、升級和維護。

背景技術

航空電子系統是支持飛機完成任務使命的所有航空電子設備的總和，支撐飛機完成起降、導航、飛行控制、目標搜索、識別跟蹤、火控解算、武器管理、武器投射、電子戰、通信、數據傳輸/處理、顯示控制和綜合任務管理等功能。航空電子系統主要由探測、導航、通信、任務處理與管理、人機交互等設備和分系統組成，通過機載網絡互聯形成有機的整體，是飛機完成各種飛行和作戰任務的“大腦”和核心系統。

以機載座艙綜合顯示控制設備為例，機載座艙綜合顯示控制設備主要承擔人機交互控制、任務管理、總線管理、數據處理等工作，是航電系統的核心。因此，在航空模擬器和航電仿真模擬系統的研制過程中，機載座艙綜合顯示控制設備的仿真、模擬顯得尤為重要。目前，機載座艙綜合顯示控制設備均使用嵌入式實時操作系統，圖形和視頻通道繁多，對外數據接口繁雜，這就使駐留的飛行作戰應用軟件對硬件平臺有很強的依賴性。同時，受不同戰場任務特點的影響，機載飛行作戰應用軟件技術狀態多樣，這就對機載座艙綜合顯示控制設備模擬器的設計、維護和升級提出了很高的要求。故在高等級航空模擬器的研制過程中，為便于維護和升級，產品配套多以實裝或半實裝設備為主，通用化程度低、成本高，且對航空模擬器的普及和發展形成了一定阻礙。

發明內容

針對現有機載航空電子設備模擬器在成本控制，機載應用軟件無縫移植、升級和維護，通用化、系列化等方面的不足，本發明的發明目的在于提供一種基于分層解耦架構的航空電子設備模擬器，具有機載軟件移植快、通用化程度高、適用范圍廣、研制周期短、成本低、維護性高等特點。

本發明的發明目的通過以下技術方案實現：

一種基于分層解耦架構的航空電子設備模擬器，硬件平臺上包含有通用處理模塊；

通用處理模塊根據模擬的航空電子設備運行的應用軟件，采用多核處理器基于跨平臺中間件駐留多個應用軟件并協同運行；

跨平臺中間件包括操作系統適配層、接入適配層和虛擬分區層；操作系統適配層為應用軟件提供符合ARINC653標準的函數接口，實現應用軟件與操作系統的解耦，接入適配層實現應用軟件與硬件平臺的解耦，虛擬分區層實現應用軟件與操作系統適配層的協同運行。

優選地，跨平臺中間件支持的操作系統包含Vxworks5.x、Vxworks6.x/RTP、Vxworks 653、Windows、Linux等。

優選地，操作系統適配層向應用軟件提供ARINC653標準所規定的分區管理、任務管理、時間管理、分區間通信管理、分區內通信管理、健康管理等六類共計56個標準函數接口。

其中任務管理類函數接口將操作系統中的任務管理接口封裝為對應的ARINC653標準接口，并將操作系統中的任務管理接口的函數返回值轉化為ARINC653標準中所規定的返回值，返回給應用軟件，實現了ARINC653標準定義的任務管理功能。