本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)軟件架構(gòu)領(lǐng)域設(shè)計(jì)技術(shù)，特別涉及一種軟件架構(gòu)技術(shù)中使用的機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理方法。

背景技術(shù)：

隨著航空電子技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)載航電系統(tǒng)先后經(jīng)歷了分立式航電、聯(lián)合式航電和綜合化航空電子三個(gè)階段。特別是綜合化航空電子系統(tǒng)具有資源共享程度高、數(shù)據(jù)融合程度強(qiáng)、軟件功能密集等特點(diǎn)。航電系統(tǒng)的這些特點(diǎn)導(dǎo)致了設(shè)備間的接口ICD(Interface Control Document，接口控制文件)異常復(fù)雜，特別是面對(duì)功能高度綜合的大型飛機(jī)航電系統(tǒng)時(shí)，由應(yīng)用直接處理設(shè)備接口ICD的傳統(tǒng)IO方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)時(shí)間和開(kāi)發(fā)成本的要求。

本發(fā)明通過(guò)將航電系統(tǒng)ICD抽象為Excel數(shù)據(jù)源和由模型表示的應(yīng)用數(shù)據(jù)集，通過(guò)配置生成工具自動(dòng)實(shí)現(xiàn)ICD和數(shù)據(jù)集的關(guān)聯(lián)映射和轉(zhuǎn)換配置，并由通用IO處理引擎實(shí)現(xiàn)對(duì)配置的解析，實(shí)現(xiàn)了航電系統(tǒng)ICD和具體航電應(yīng)用功能的完全解耦。有效地增強(qiáng)了航電應(yīng)用功能的移植性，極大地提升了航電應(yīng)用功能處理大規(guī)模、高復(fù)雜ICD數(shù)據(jù)時(shí)的開(kāi)發(fā)效率，大幅降低了開(kāi)發(fā)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理系統(tǒng)，為現(xiàn)代飛機(jī)航電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供一種具有高重用性，支持應(yīng)用功能和系統(tǒng)ICD完全解耦的通用IO處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能顯著地提高航電應(yīng)用功能開(kāi)發(fā)效率、降低開(kāi)發(fā)成本。

本發(fā)明的發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理系統(tǒng)，包含配置生成工具模塊和通用IO處理引擎模塊：

所述配置生成工具模塊用于從應(yīng)用數(shù)據(jù)集中獲取應(yīng)用的輸入/輸出參數(shù)以及應(yīng)用對(duì)應(yīng)的各個(gè)信號(hào)源，根據(jù)應(yīng)用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)從ICD數(shù)據(jù)源中抽取各個(gè)信號(hào)源對(duì)應(yīng)的信號(hào)，再通過(guò)該信號(hào)在ICD數(shù)據(jù)源中找到對(duì)應(yīng)的消息，通過(guò)消息找到對(duì)應(yīng)的通信接口，從而抽取出所有的配置信息生成配置文件；

所述通用IO處理引擎依據(jù)配置文件創(chuàng)建通信接口，與外部進(jìn)行通信，同時(shí)依據(jù)配置文件中的各種屬性值解析接收到的消息、抽取信號(hào)、進(jìn)行源選擇、轉(zhuǎn)換為應(yīng)用所需要的參數(shù)，轉(zhuǎn)換應(yīng)用輸出參數(shù)為輸出信號(hào)，依據(jù)總線(xiàn)類(lèi)型設(shè)置信號(hào)集的有效性，打包消息，發(fā)送消息。依據(jù)上述特征，所述ICD數(shù)據(jù)源是將各種航電系統(tǒng)ICD數(shù)據(jù)通過(guò)一組航電系統(tǒng)ICD數(shù)據(jù)表示規(guī)則轉(zhuǎn)換而來(lái)。

依據(jù)上述特征，所述應(yīng)用數(shù)據(jù)集是將采用模型表示的應(yīng)用功能邏輯數(shù)據(jù)要求通過(guò)抽象為統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、應(yīng)用源信息和應(yīng)用邏輯數(shù)據(jù)而來(lái)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明為現(xiàn)代大中型飛機(jī)航電系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)提供一種重用性好、通用性高的IO處理方法。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了航電系統(tǒng)具體應(yīng)用功能和航電系統(tǒng)ICD間的解耦，有效地增強(qiáng)了航電應(yīng)用功能的移植性，極大地提升了航電應(yīng)用功能處理大規(guī)模、高復(fù)雜ICD數(shù)據(jù)時(shí)的開(kāi)發(fā)效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理方法的框圖；

圖2是本發(fā)明一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理方法中ICD數(shù)據(jù)源處理方法框圖；

圖3是本發(fā)明一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理方法應(yīng)用數(shù)據(jù)集處理方法框圖；

圖4是本發(fā)明一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理方法配置生成工具框圖；

圖5是本發(fā)明一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理方法通用IO處理引擎框圖；

圖6是本發(fā)明一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理方法通用IO處理引擎執(zhí)行流程。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，一種機(jī)載航電系統(tǒng)通用IO處理系統(tǒng)，包含配置生成工具模塊103、通用IO處理引擎模塊104，通過(guò)配置生成工具模塊自動(dòng)實(shí)現(xiàn)ICD數(shù)據(jù)源101和應(yīng)用數(shù)據(jù)集102的關(guān)聯(lián)映射和轉(zhuǎn)換配置，生成配置文件，并由通用IO處理引擎模塊104實(shí)現(xiàn)對(duì)配置文件的解析，實(shí)現(xiàn)了航電系統(tǒng)ICD和具體航電應(yīng)用功能的完全解耦。

如圖2所示，ICD數(shù)據(jù)源101，定義了各種總線(xiàn)類(lèi)型的輸入/輸出消息的各種屬性，包括消息名稱(chēng)，消息的類(lèi)型，消息的協(xié)議類(lèi)型，消息的更新周期，最大消息的大小，消息的深度，消息采樣周期，消息接收/發(fā)送端口號(hào)，消息ID號(hào)；同時(shí)定義了所有信號(hào)的各種屬性，包括信號(hào)類(lèi)型，信號(hào)的偏移位置，信號(hào)長(zhǎng)度，輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)送端，各類(lèi)總線(xiàn)信號(hào)的有效性位的偏移位置。ICD數(shù)據(jù)源101是將各種航電系統(tǒng)ICD數(shù)據(jù)信通過(guò)一組航電系統(tǒng)ICD數(shù)據(jù)表示規(guī)則轉(zhuǎn)換而來(lái)，采用EXCEL表示的易于閱讀和處理的標(biāo)準(zhǔn)ICD數(shù)據(jù)源。具體的航電系統(tǒng)ICD數(shù)據(jù)，包括但不限于：ARINC664p7,ARINC 825,ARINC 429及離散量、模擬量等，被抽象表示一個(gè)由數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備和數(shù)據(jù)接收設(shè)備組成的邏輯數(shù)據(jù)通道。

發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備通過(guò)邏輯端口來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)，端口由端口ID來(lái)標(biāo)識(shí)；端口發(fā)送的接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容稱(chēng)為消息，消息是最基本的數(shù)據(jù)表示單元，由消息ID來(lái)標(biāo)識(shí)，消息具有長(zhǎng)度、內(nèi)容和網(wǎng)絡(luò)約束信息屬性；一個(gè)消息中可以具有多個(gè)數(shù)據(jù)參數(shù)信息。接收設(shè)備通過(guò)接收參數(shù)和數(shù)據(jù)鏈接來(lái)建立數(shù)據(jù)參數(shù)的邏輯關(guān)系。任何形式的ICD數(shù)據(jù)均采用該方式進(jìn)行邏輯表示，允許實(shí)際的數(shù)據(jù)流與邏輯數(shù)據(jù)流不同(如通過(guò)中繼設(shè)備)。數(shù)據(jù)參數(shù)是消息中基礎(chǔ)元素。對(duì)于A(yíng)RINC 664p7，數(shù)據(jù)參數(shù)位于數(shù)據(jù)集中，采用FSS表示每個(gè)數(shù)據(jù)集的有效性，包括數(shù)據(jù)偏移、數(shù)據(jù)位偏移、數(shù)據(jù)集大小、參數(shù)位大小屬性；對(duì)于A(yíng)RINC 429字，支持標(biāo)準(zhǔn)的BNR、BCD格式；支持在A(yíng)RINC 664p7消息中，嵌入ARINC 429數(shù)據(jù)(中繼設(shè)備)。

如圖3所示，應(yīng)用數(shù)據(jù)集102，應(yīng)用數(shù)據(jù)集是將采用模型表示的應(yīng)用功能邏輯數(shù)據(jù)要求通過(guò)抽象為統(tǒng)一的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、應(yīng)用源信息和應(yīng)用邏輯數(shù)據(jù)而來(lái)。

應(yīng)用邏輯數(shù)據(jù)定義了應(yīng)用軟件輸入?yún)?shù)屬性值，屬性包括參數(shù)名稱(chēng)，系統(tǒng)參數(shù)名稱(chēng)，數(shù)據(jù)類(lèi)型，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，參數(shù)默認(rèn)值，參數(shù)最小值，參數(shù)最大值，對(duì)應(yīng)的信號(hào)RpName；應(yīng)用軟件輸出參數(shù)屬性值，屬性包括參數(shù)名稱(chēng)，系統(tǒng)參數(shù)，數(shù)據(jù)類(lèi)型，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，DpName。

應(yīng)用源信息定義了同一個(gè)應(yīng)用邏輯數(shù)據(jù)所有可能的信號(hào)源選擇規(guī)則，支持在多個(gè)余度的數(shù)據(jù)源之間，依據(jù)信號(hào)源的優(yōu)先級(jí)順序和控制通道信息、切換時(shí)機(jī)的條件，選取可用的數(shù)據(jù)參數(shù)。各信號(hào)源的屬性包括信號(hào)消費(fèi)者，信號(hào)源名稱(chēng)，信號(hào)源所屬信號(hào)源集，信號(hào)粒度，信號(hào)選擇準(zhǔn)則，信號(hào)源優(yōu)先級(jí)等。

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)定義了ICD數(shù)據(jù)源中信號(hào)和應(yīng)用參數(shù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

圖4是本發(fā)明所述配置生成工具模塊框圖。配置生成工具駐留在PC機(jī)，配置工具通過(guò)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)將應(yīng)用的各個(gè)信號(hào)源與ICD數(shù)據(jù)源中的一個(gè)信號(hào)相關(guān)聯(lián)，這樣配置工具可以對(duì)應(yīng)用參數(shù)通過(guò)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)找到對(duì)應(yīng)的信號(hào)，通過(guò)信號(hào)找到對(duì)應(yīng)的輸入消息，通過(guò)消息找到對(duì)應(yīng)的通信接口，從而抽取出所有的配置信息，生成配置文件。配置文件包括消息接收/發(fā)送的相關(guān)信息，如AFDX總線(xiàn)，包含端口ID，端口名稱(chēng)，消息包的類(lèi)型、長(zhǎng)度、隊(duì)列消息的長(zhǎng)度、虛擬鏈路等信息；配置文件包括兩種格式，一種是易于閱讀和工具交換的XML文件，一種是易于程序處理的二進(jìn)制文件。

鏈路配置信息符合APEX標(biāo)準(zhǔn)，它定義了消息在邏輯端口間的路由關(guān)系，支持單發(fā)單收和單發(fā)多收邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

端口配置信息符合APEX標(biāo)準(zhǔn)，它定義數(shù)據(jù)源端和目的端可選用的邏輯端口信息，包括端口ID、端口名稱(chēng)、方向，支持采樣、隊(duì)列和SAP(服務(wù)訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn))類(lèi)型。

測(cè)試接口定義了每個(gè)信號(hào)源的信號(hào)描述信息，測(cè)試工具可以根據(jù)此接口，進(jìn)行測(cè)試程序的開(kāi)發(fā)。

IO引擎配置信息定義的內(nèi)容包括：APEX標(biāo)準(zhǔn)的端口信息；傳輸消息屬性信息；消息和端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系；消息和數(shù)據(jù)參數(shù)的關(guān)系；邏輯參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用邏輯數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；數(shù)據(jù)源余度選擇信息。IO引擎配置信息屬機(jī)載環(huán)境配置信息，支持通過(guò)CRC進(jìn)行配置完整性校驗(yàn)。

圖5是本發(fā)明所述通用IO處理引擎框圖。通用IO處理引擎對(duì)依據(jù)生成的配置文件，確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚伞⒋_定消息的數(shù)據(jù)源，以及對(duì)信號(hào)/應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。其中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚墒侵篙斎胂⒕唧w進(jìn)入系統(tǒng)中的哪個(gè)應(yīng)用，這是在系統(tǒng)初始化階段，IO處理引擎依據(jù)配置文件創(chuàng)建具體的通信端口完成的。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)用接收到消息，依據(jù)配置文件抽取獲取所需要的信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)源選擇，再依據(jù)配置表中信號(hào)類(lèi)型和長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)類(lèi)型和長(zhǎng)度的定義，對(duì)信號(hào)/應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

通用IO處理引擎通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的APEX接口進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)與操作系統(tǒng)和具體的運(yùn)行平臺(tái)的無(wú)關(guān)性，包括：CREATE_QUEUING_PORT、CREATE_SAMPLING_PORT、RECEIVE_QUEUING_MESSAGE、RECEIVE_SAMPLING_MESSAGE。

通用IO處理引擎通過(guò)格式共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的高效率通信。在格式共享內(nèi)存中，所有的應(yīng)用功能邏輯數(shù)據(jù)按配置順序進(jìn)行排列，IO處理引擎通過(guò)直接內(nèi)存操作的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。

圖6是通用IO處理引擎的執(zhí)行流程圖。通用IO處理引擎初始化完成后周期性的進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)處理，執(zhí)行頻率為所有數(shù)據(jù)的最高頻率。通用IO處理引擎按邏輯數(shù)據(jù)的周期進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度以提高執(zhí)行效率。