一種非相似三余度飛控軟件開發(fā)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于航空嵌入式安全關(guān)鍵軟件應(yīng)用技術(shù)，涉及到一種非相似三余度飛控軟件開發(fā)方法。所述方法為硬件平臺為相似余度的飛控系統(tǒng)或硬件單余度飛控系統(tǒng)的軟件提供一種非相似余度軟件開發(fā)方法。所述方法通過操作系統(tǒng)分區(qū)來實(shí)現(xiàn)非相似余度的飛控應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，有效減小因軟件設(shè)計(jì)缺陷而導(dǎo)致軟件共性故障的機(jī)率，提高了系統(tǒng)可靠性。
【專利說明】一種非相似三余度飛控軟件開發(fā)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于航空嵌入式安全關(guān)鍵軟件應(yīng)用技術(shù)，涉及到一種非相似三余度飛控軟 件開發(fā)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 無人機(jī)飛控計(jì)算機(jī)機(jī)載軟件屬于無人機(jī)機(jī)載軟件的核心控制軟件，可靠性要求非 常高。但以往的無人機(jī)飛控計(jì)算機(jī)機(jī)載軟件只采用了相似多余度設(shè)計(jì)，沒有采用軟件非相 似多余度設(shè)計(jì)，原因在于沒有設(shè)計(jì)一種專用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)支持非相似多余度的飛 控應(yīng)用軟件運(yùn)行。
[0003] 采用相似余度軟件設(shè)計(jì)，容易導(dǎo)致因軟件設(shè)計(jì)缺陷而導(dǎo)致軟件共性故障，從而引 發(fā)整個(gè)系統(tǒng)失效。通過相似余度飛控計(jì)算機(jī)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分區(qū)方法設(shè)計(jì)，有利于 實(shí)現(xiàn)非相似余度的飛控應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，從而提高飛控系統(tǒng)機(jī)載軟件的容錯(cuò)性。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0004] 本發(fā)明的目的：提供一種非相似三余度飛控軟件開發(fā)方法，為硬件平臺為相似余 度的飛控系統(tǒng)或硬件單余度飛控系統(tǒng)的軟件提供一種非相似余度軟件開發(fā)方法，從軟件角 度提高飛控系統(tǒng)的可靠性。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0006] -種非相似三余度飛控軟件開發(fā)方法，本方法包括以下步驟：
[0007] 第一步：在集成開發(fā)環(huán)境中建立一個(gè)0S項(xiàng)目，該項(xiàng)目可在飛控系統(tǒng)已選型且預(yù)分 區(qū)的CPU板上運(yùn)行,并在該0S項(xiàng)目中進(jìn)行如下配置：
[0008] 鏈接配置：對0S駐留在該CPU板的內(nèi)存中的代碼段text、數(shù)據(jù)段data和bss段 的起始地址和大小進(jìn)行配置；
[0009] 映像配置：對0S加載地址和運(yùn)行位置進(jìn)行配置；
[0010] 0S 配置：
[0011] a目標(biāo)板設(shè)備配置：對板卡的CPU及外圍設(shè)備進(jìn)行配置；
[0012] b對象配置：將要在該CPU板上運(yùn)行的飛控系統(tǒng)應(yīng)用程序配置為3個(gè)分區(qū)，配置每 個(gè)分區(qū)的復(fù)位、停止特權(quán)接口，并指定和配置每個(gè)分區(qū)的分區(qū)看門狗；為0S配置虛擬外部 中斷與硬件中斷的映射表，并為已配置好的每個(gè)分區(qū)派發(fā)已配置好的虛擬外部中斷，并配 置系統(tǒng)看門狗；為已配置好的每個(gè)分區(qū)配置調(diào)度策略、時(shí)間調(diào)度表、起始地址和訪問屬性；
[0013] c空間配置：
[0014] 對該CPU板上的FLASHR0M、RAM以及10存儲器的物理空間的起始地址和大小進(jìn)行 配置；對0S可訪問的空間的訪問屬性進(jìn)行配置；
[0015] 第二步：在集成開發(fā)環(huán)境中針對第一步中的CPU板建立一個(gè)TA項(xiàng)目，并在該TA項(xiàng) 目中進(jìn)行如下配置：
[0016] CPU配置：對CPU體系、類型和大小端進(jìn)行配置；
[0017] 鏈接配置：對第一步配置好的每個(gè)分區(qū)分別駐留在內(nèi)存中的text、data和bss段 的起始地址和大小進(jìn)行配置；
[0018] 映像配置：對第一步配置好的每個(gè)分區(qū)的加載地址和運(yùn)行位置進(jìn)行配置；
[0019] 第三步：在集成開發(fā)環(huán)境中針對第一步中的CPU板建立一個(gè)KBSP項(xiàng)目，并在該 KBSP項(xiàng)目中進(jìn)行如下配置：
[0020] CPU配置：對CPU體系、類型和大小端進(jìn)行配置；
[0021] 第四步：在集成開發(fā)環(huán)境中針對第一步中的CPU板建立三個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目，并在該應(yīng) 用項(xiàng)目中進(jìn)行如下配置：
[0022] CPU配置：對CPU體系、類型和大小端進(jìn)行配置；
[0023] 鏈接配置：對第一步配置好的分區(qū)分別駐留在內(nèi)存中的text、data和bss段的起 始地址和大小進(jìn)行配置；
[0024] 映像配置：對第一步配置好的分區(qū)的加載地址和運(yùn)行位置進(jìn)行配置；
[0025] 第五步：在上述第一至第三步建立的項(xiàng)目中各自源文件夾下，對根據(jù)系統(tǒng)需求和 基于該CPU板的OS、TA和KBSP源代碼進(jìn)行手工開發(fā)；
[0026] 第六步：在第四步建立的三個(gè)項(xiàng)目中的源文件夾下分別開發(fā)功能相同但實(shí)現(xiàn)方式 不同的應(yīng)用源代碼；
[0027] 第七步：在集成開發(fā)環(huán)境中對上述六步已開發(fā)好的項(xiàng)目分別進(jìn)行編譯鏈接；
[0028] 第八步：通過加載工具將第七步中編譯鏈接好的二進(jìn)制文件都加載到飛控計(jì)算機(jī) CHJ板中運(yùn)行。
[0029] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0030] 1、有利于實(shí)現(xiàn)軟件非相似余度設(shè)計(jì)
[0031] 通過嵌入式操作系統(tǒng)分區(qū)設(shè)計(jì)，為非相似余度的軟件提供不同的存放空間，并管 理非相似余度的軟件的運(yùn)行，為非相似余度的軟件的實(shí)現(xiàn)提供了平臺。
[0032] 2、提高系統(tǒng)可靠性
[0033] 通過操作系統(tǒng)分區(qū)來實(shí)現(xiàn)非相似余度的飛控應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)，有效減小因軟件設(shè)計(jì) 缺陷而導(dǎo)致軟件共性故障的機(jī)率，提高了系統(tǒng)可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0034]圖1相似余度的飛控計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)示意圖
[0035] 圖2嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分區(qū)示意圖(單CPU板）

【具體實(shí)施方式】：
[0036] 下面一個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，本實(shí)施例使用的集成開發(fā)環(huán) 境為 LambdaTOOL-SVM，建模工具為 Scade suite 和 Matlab/Simulink，加載工具為 LambdaTOOL-DIF，針對CPU芯片為PowerPC755的CPU板運(yùn)行的應(yīng)用程序進(jìn)行開發(fā)，方法如 下：
[0037] 第一步：在LambdaTOOL-SVM集成開發(fā)環(huán)境中建立一個(gè)0S項(xiàng)目，并在該0S項(xiàng)目中 進(jìn)行如下配置：
[0038] 1鏈接配置：對操作系統(tǒng)駐留在內(nèi)存中的text、data和bss段的起始地址和大小 進(jìn)行配置；
[0039] 2映像配置：對0S加載地址配置好，運(yùn)行位置配置為FlashROM ;
[0040] 30S 配置：
[0041] a目標(biāo)板設(shè)備配置：對CPU板的CPU體系配置為PPC、類型配置為755、大小端配置 為big、頻率配置為210MHz，硬件中斷個(gè)數(shù)配置為15個(gè)、定時(shí)器tick為1000微妙，觸發(fā)方 式為 one-shot ;
[0042] b對象配置：
[0043] bl將用戶分區(qū)配置為3個(gè)分區(qū)，指定分區(qū)看門狗，為分區(qū)看門狗選擇最大喂狗時(shí) 間、回調(diào)函數(shù)最大執(zhí)行時(shí)間、看門狗超時(shí)處理策略，配置分區(qū)的復(fù)位、停止等特權(quán)接口；
[0044] b2為操作系統(tǒng)內(nèi)核配置虛擬外部中斷與硬件中斷的映射表、并為bl中已配置好 的3個(gè)分區(qū)分別派發(fā)已配置好的虛擬外部中斷；配置系統(tǒng)看門狗的最大喂狗時(shí)間，并為bl 中配置好的3個(gè)分區(qū)分別指定該分區(qū)看門狗的時(shí)鐘源；
[0045] b3為bl中已配置好的3個(gè)分區(qū)分別配置調(diào)度策略為基于時(shí)間調(diào)度表并配置時(shí)間 調(diào)度表的調(diào)度起點(diǎn)以及時(shí)間窗口長度，配置3個(gè)分區(qū)為可自動啟動；
[0046] c空間配置：
[0047] cl對FLASHROM、RAM以及10存儲器的物理空間的起始地址和大小進(jìn)行配置；
[0048] c2對0S可訪問的空間的訪問屬性配置為使能CACHE、CACHE方式為寫回、讀寫權(quán) 限為用戶態(tài)可讀；對b項(xiàng)中配置好的分區(qū)的起始地址配置好，RAM空間訪問屬性配置為使能 CACHE、CACHE方式為寫回、讀寫權(quán)限為可讀可寫，10空間訪問屬性配置為禁止CACHE、讀寫 權(quán)限為用戶態(tài)可讀可寫；
[0049] 第二步：在LambdaT00L-SVM集成開發(fā)環(huán)境中針對該CPU板建立一個(gè)TA項(xiàng)目，并在 該TA項(xiàng)目中進(jìn)行如下配置：
[0050] 1CPU配置：對CPU板的CPU體系配置為PPC、類型配置為755、大小端配置為big ;
[0051] 2鏈接配置：對第一步配置好的3個(gè)分區(qū)分別駐留在內(nèi)存中的text、data和bss 段的起始地址和大小進(jìn)行配置；
[0052] 3映像配置：對第一步配置好的3個(gè)分區(qū)的加載地址配置好，運(yùn)行位置均配置為 FlashROM ；
[0053] 第三步：在LambdaT00L-SVM集成開發(fā)環(huán)境中針對該CPU板建立一個(gè)KBSP項(xiàng)目，并 在該KBSP項(xiàng)目中進(jìn)行如下配置：
[0054] 1CPU配置：對CPU板的CPU體系配置為PPC、類型配置為755、大小端配置為big ;
[0055] 第四步：在LambdaT00L-SVM集成開發(fā)環(huán)境中針對該CPU板建立一個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目，并 在該應(yīng)用項(xiàng)目中進(jìn)行如下配置：
[0056] 1CPU配置：對CPU板的CPU體系配置為PPC、類型配置為755、大小端配置為big ;
[0057] 2鏈接配置：對第一步配置好的3個(gè)分區(qū)分別駐留在內(nèi)存中的text、data和bss 段的起始地址和大小進(jìn)行配置；
[0058] 3映像配置：對第一步配置好的3個(gè)分區(qū)的加載地址配置好，運(yùn)行位置均配置為 FlashROM ；
[0059] 第五步：在上述第一到第三步建立的項(xiàng)目中各自源文件夾下，對根據(jù)系統(tǒng)需求對 需運(yùn)行在該CPU板上的OS、TA和KBSP進(jìn)行手工編碼開發(fā)；
[0060] 第六步：在上述第四步建立的應(yīng)用項(xiàng)目中的源文件夾下，根據(jù)相同的軟件需求規(guī) 格說明對第一個(gè)分區(qū)的應(yīng)用程序進(jìn)行手工編碼開發(fā)，第二個(gè)分區(qū)的應(yīng)用程序采用Scade suite建模并自動產(chǎn)生代碼，第三個(gè)分區(qū)采用Matlab/Simulink建模并自動產(chǎn)生代碼；
[0061] 第七步：在LambdaTOOL-SVM集成開發(fā)環(huán)境中對上述六步已開發(fā)好的項(xiàng)目分別進(jìn) 行編譯鏈接；
[0062] 第八步：通過LambdaTOOL-DIF加載工具將第七步中編譯鏈接好的二進(jìn)制文件加 載到飛控計(jì)算機(jī)該某CPU板中。
【權(quán)利要求】
1. 一種非相似三余度飛控軟件開發(fā)方法，其特征是，本方法包括以下步驟： 第一步：在集成開發(fā)環(huán)境中建立一個(gè)0S項(xiàng)目，該項(xiàng)目可在飛控系統(tǒng)已選型且預(yù)分區(qū)的 CPU板上運(yùn)行,并在該0S項(xiàng)目中進(jìn)行如下配置： 鏈接配置：對0S駐留在該CPU板的內(nèi)存中的代碼段text、數(shù)據(jù)段data和bss段的起 始地址和大小進(jìn)行配置； 映像配置：對0S加載地址和運(yùn)行位置進(jìn)行配置； 0S配置： a目標(biāo)板設(shè)備配置：對板卡的CPU及外圍設(shè)備進(jìn)行配置； b對象配置：將要在該CPU板上運(yùn)行的飛控系統(tǒng)應(yīng)用程序配置為3個(gè)分區(qū)，配置每個(gè)分 區(qū)的復(fù)位、停止特權(quán)接口，并指定和配置每個(gè)分區(qū)的分區(qū)看門狗；為0S配置虛擬外部中斷 與硬件中斷的映射表，并為已配置好的每個(gè)分區(qū)派發(fā)已配置好的虛擬外部中斷，并配置系 統(tǒng)看門狗；為已配置好的每個(gè)分區(qū)配置調(diào)度策略、時(shí)間調(diào)度表、起始地址和訪問屬性； c空間配置： 對該CPU板上的FLASHROM、RAM以及10存儲器的物理空間的起始地址和大小進(jìn)行配 置；對0S可訪問的空間的訪問屬性進(jìn)行配置； 第二步：在集成開發(fā)環(huán)境中針對第一步中的CPU板建立一個(gè)TA項(xiàng)目，并在該TA項(xiàng)目中 進(jìn)行如下配置： CPU配置：對CPU體系、類型和大小端進(jìn)行配置； 鏈接配置：對第一步配置好的每個(gè)分區(qū)分別駐留在內(nèi)存中的text、data和bss段的起 始地址和大小進(jìn)行配置； 映像配置：對第一步配置好的每個(gè)分區(qū)的加載地址和運(yùn)行位置進(jìn)行配置； 第三步：在集成開發(fā)環(huán)境中針對第一步中的CPU板建立一個(gè)KBSP項(xiàng)目，并在該KBSP項(xiàng) 目中進(jìn)行如下配置： CPU配置：對CPU體系、類型和大小端進(jìn)行配置； 第四步：在集成開發(fā)環(huán)境中針對第一步中的CPU板建立三個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目，并在該應(yīng)用項(xiàng) 目中進(jìn)行如下配置： CPU配置：對CPU體系、類型和大小端進(jìn)行配置； 鏈接配置：對第一步配置好的分區(qū)分別駐留在內(nèi)存中的text、data和bss段的起始地 址和大小進(jìn)行配置； 映像配置：對第一步配置好的分區(qū)的加載地址和運(yùn)行位置進(jìn)行配置； 第五步：在上述第一至第三步建立的項(xiàng)目中各自源文件夾下，對根據(jù)系統(tǒng)需求和基于 該CPU板的OS、TA和KBSP源代碼進(jìn)行手工開發(fā)； 第六步：在第四步建立的三個(gè)項(xiàng)目中的源文件夾下分別開發(fā)功能相同但實(shí)現(xiàn)方式不同 的應(yīng)用源代碼； 第七步：在集成開發(fā)環(huán)境中對上述六步已開發(fā)好的項(xiàng)目分別進(jìn)行編譯鏈接； 第八步：通過加載工具將第七步中編譯鏈接好的二進(jìn)制文件都加載到飛控計(jì)算機(jī)CPU 板中運(yùn)行。
【文檔編號】G06F9/44GK104123123SQ201310146093
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】王喆, 伍良才, 徐大勇, 郭通, 楊坤, 桑茂華 申請人:成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所