一種綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種綜合模塊化航空電子系統(tǒng)中分區(qū)應(yīng)用的加載方法，特別涉及一種分區(qū)應(yīng)用后加載方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代飛機(jī)逐步采用先進(jìn)的綜合模塊化航空電子系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱IMA系統(tǒng))，相對(duì)于傳統(tǒng)的聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)，IMA系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢(shì)，譬如節(jié)省成本、減少飛機(jī)自身重量、降低功耗、縮短開發(fā)周期、方便升級(jí)維護(hù)等。目前，許多軍用、民用飛機(jī)都采用了 MA架構(gòu)，如:空客公司的A380，波音公司的B777、B787，美國(guó)軍方的F_22、F_35，以及已經(jīng)下馬的科曼奇直升機(jī)RAH-66等。頂A系統(tǒng)主要由兩大構(gòu)件組成，一是應(yīng)用，二是頂A模塊。應(yīng)用用以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)功能，IMA模塊為應(yīng)用提供計(jì)算和處理平臺(tái)，具備嚴(yán)格周期性和通信延時(shí)的分區(qū)調(diào)度，IMA模塊利用一種高度集成的時(shí)間/空間分區(qū)環(huán)境，在共享的運(yùn)算平臺(tái)下宿主了具有不同關(guān)鍵級(jí)別的多種航電應(yīng)用，各個(gè)應(yīng)用在自己的分區(qū)里獨(dú)立運(yùn)行、互不干擾。美國(guó)Ar inc653標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范定義了一種IMA體系軟件架構(gòu)，應(yīng)用層通過(guò)APEX (Appli cat1n/Execut1n)接口與模塊的核心操作系統(tǒng)層進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。通常地，各個(gè)應(yīng)用隨著IMA模塊上電后會(huì)一起被加載到各自的分區(qū)當(dāng)中，稱之為靜態(tài)加載過(guò)程，但有時(shí)在IMA系統(tǒng)啟動(dòng)后并不希望應(yīng)用立刻被加載到其分區(qū)中，即不希望應(yīng)用立刻運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法，能在MA系統(tǒng)上電啟動(dòng)后根據(jù)實(shí)際需要?jiǎng)討B(tài)加載多個(gè)相應(yīng)分區(qū)中的應(yīng)用，即在MA系統(tǒng)上電啟動(dòng)后的任意時(shí)刻加載任意多個(gè)分區(qū)應(yīng)用，我們稱為多分區(qū)應(yīng)用后加載技術(shù)，使得IMA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加的靈活。
[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法，包含以下步驟:
[0006]第一步:在內(nèi)存空間中設(shè)置一段動(dòng)態(tài)加載區(qū)；
[0007]第二步:將動(dòng)態(tài)加載區(qū)劃分成若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)分區(qū)；
[0008]第三步:當(dāng)頂A系統(tǒng)需要加載某一個(gè)或多個(gè)分區(qū)的應(yīng)用時(shí)，產(chǎn)生外部事件中斷；
[0009]第四步:響應(yīng)外部事件中斷，確認(rèn)需要加載的分區(qū)、應(yīng)用名稱和應(yīng)用數(shù)目；
[0010]第五步:根據(jù)需要加載的分區(qū)獲取動(dòng)態(tài)加載區(qū)的相應(yīng)區(qū)域的物理地址以及虛擬地址；
[0011 ]第六步:將動(dòng)態(tài)加載區(qū)的虛擬地址的MMU屬性設(shè)置為可寫；
[0012]第七步:將動(dòng)態(tài)加載區(qū)的虛擬地址與需要加載應(yīng)用的分區(qū)進(jìn)行映射；
[0013]第八步:從外部存儲(chǔ)器加載應(yīng)用鏡像文件到動(dòng)態(tài)加載區(qū)；
[0014]第九步:重置動(dòng)態(tài)加載區(qū)虛擬地址的MMU屬性為只讀；
[0015]第十步:重置需要加載應(yīng)用的分區(qū)的工作模式為冷啟動(dòng)模式。
[0016]優(yōu)選地，所述第四步至第十步，由多分區(qū)應(yīng)用加載器完成。所述多分區(qū)應(yīng)用加載器集成在IMA系統(tǒng)的核心操作系統(tǒng)內(nèi)。
[0017]優(yōu)選地，所述內(nèi)存空間的最下端存儲(chǔ)核心操作系統(tǒng)和內(nèi)存配置記錄。
[0018]優(yōu)選地，所述動(dòng)態(tài)加載區(qū)的空間大于所有需要后加載的應(yīng)用大小的總和。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:由于采用了分區(qū)應(yīng)用后加載技術(shù)，MA系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際需要有選擇地加載相應(yīng)分區(qū)應(yīng)用，節(jié)省了 IMA系統(tǒng)資源，此外，也不需要等待真實(shí)的分區(qū)應(yīng)用構(gòu)建完成之后再進(jìn)行IMA系統(tǒng)綜合，提升了 IMA系統(tǒng)綜合效率。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一種綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法的IMA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖2是本發(fā)明中頂A系統(tǒng)內(nèi)存分配示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明一種綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法的流程示意圖。.
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]本發(fā)明的基本構(gòu)思是:在IMA系統(tǒng)硬件平臺(tái)中配置一段動(dòng)態(tài)加載區(qū)，該動(dòng)態(tài)加載區(qū)位于核心操作系統(tǒng)層區(qū)域，獨(dú)立與各分區(qū)內(nèi)存區(qū)域，其大小大于所有的需要后加載的分區(qū)應(yīng)用大小的總和。將各個(gè)分區(qū)應(yīng)用的內(nèi)存地址依次相鄰地映射到該內(nèi)存空間。將需要后加載的應(yīng)用鏡像文件(如3口口2.13；[11、3口口3.13；[11、3口口4.13；[11等)存放在外部存儲(chǔ)介質(zhì)(如可移動(dòng)磁盤、本地Flash、遠(yuǎn)程PC等)。開發(fā)一個(gè)多分區(qū)應(yīng)用加載器，作為一個(gè)組件集成在核心操作系統(tǒng)中，IMA系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，響應(yīng)某一外部事件中斷，該中斷用來(lái)告知系統(tǒng)在此刻需要加載某一個(gè)或多個(gè)分區(qū)的應(yīng)用，多分區(qū)應(yīng)用加載器從外部存儲(chǔ)介質(zhì)中依次將對(duì)應(yīng)的應(yīng)用鏡像文件加載到所配置的臨時(shí)內(nèi)存空間，并重置相應(yīng)的分區(qū)工作模式為冷啟動(dòng)模式，分區(qū)即可宿主后加載的應(yīng)用并運(yùn)行。
[0025]如圖1所示，在本發(fā)明中一個(gè)IMA系統(tǒng)具有N個(gè)分區(qū)，分區(qū)1、分區(qū)2、……、分區(qū)N，每個(gè)分區(qū)宿主各自對(duì)應(yīng)的應(yīng)用，分區(qū)I宿主應(yīng)用APPl，分區(qū)2宿主應(yīng)用APP2，分區(qū)N宿主應(yīng)用APPN，各分區(qū)應(yīng)用通過(guò)APEX接口層與核心操作系統(tǒng)層進(jìn)行信息交互，將分區(qū)2、分區(qū)3、……、分區(qū)N設(shè)計(jì)為可動(dòng)態(tài)加載應(yīng)用的分區(qū)。頂A系統(tǒng)上電后，APPl通過(guò)靜態(tài)加載的方式加載到分區(qū)I中，而其他應(yīng)用未被加載。外部存儲(chǔ)器存放著多個(gè)應(yīng)用的鏡像文件APP2.bin、APP3.bin、……、APPN.bin。多分區(qū)應(yīng)用加載器是核心操作系統(tǒng)的一個(gè)組件，根據(jù)系統(tǒng)需要在任意時(shí)刻訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器，將一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用加載到對(duì)應(yīng)的分區(qū)當(dāng)中。
[0026]在圖3所示的IMA多分區(qū)應(yīng)用后加載設(shè)計(jì)流程中，具體描述了多分區(qū)應(yīng)用后加載的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
[0027]第一步在內(nèi)存空間中設(shè)置一段動(dòng)態(tài)加載區(qū)P。
[0028]第二步將動(dòng)態(tài)加載區(qū)P與分區(qū)2、分區(qū)3、……、分區(qū)N的地址進(jìn)行映射。如圖2所示的內(nèi)存分配示意圖中，核心操作系統(tǒng)和內(nèi)存配置記錄位于內(nèi)存地址的最下端。動(dòng)態(tài)加載區(qū)被劃分為若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域用于加載一個(gè)分區(qū)應(yīng)用，動(dòng)態(tài)加載區(qū)的起始地址與APP2對(duì)應(yīng)，其他應(yīng)用依次相鄰排列。
[0029]第三步設(shè)計(jì)一個(gè)多分區(qū)應(yīng)用加載器，即通知系統(tǒng)在何時(shí)加載一個(gè)或多個(gè)分區(qū)應(yīng)用。
[0030]第四步當(dāng)確認(rèn)需要加載分區(qū)應(yīng)用后，明確加載的分區(qū)、應(yīng)用名稱和應(yīng)用數(shù)目，這里以加載分區(qū)2和分區(qū)N的應(yīng)用為例。
[0031 ]第五步獲取P的物理地址并得到其相應(yīng)的虛擬地址，以便配置其MMU屬性。
[0032]第六步將該虛擬地址的MMU屬性設(shè)置為可寫，使得可以對(duì)該段內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行覆蓋。
[0033]第七步進(jìn)行P的對(duì)應(yīng)分區(qū)2的虛擬地址映射。
[0034]第八步從外部存儲(chǔ)器加載分區(qū)2應(yīng)用鏡像文件APP2.bin。
[0035]第九步進(jìn)行P的對(duì)應(yīng)分區(qū)N的虛擬地址映射。
[0036]第十步從外部存儲(chǔ)器加載分區(qū)N應(yīng)用鏡像文件APPN.bin。
[0037]第^^一步重置P的對(duì)應(yīng)虛擬空間的MMU屬性。
[0038]第十二步重置分區(qū)2的工作模式為冷啟動(dòng)模式。
[0039]第十三步重置分區(qū)N的工作模式為冷啟動(dòng)模式。
[0040]可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法，包含以下步驟: 第一步:在內(nèi)存空間中設(shè)置一段動(dòng)態(tài)加載區(qū)； 第二步:將動(dòng)態(tài)加載區(qū)劃分成若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)分區(qū)； 第三步:當(dāng)IMA系統(tǒng)需要加載某一個(gè)或多個(gè)分區(qū)的應(yīng)用時(shí)，產(chǎn)生外部事件中斷； 第四步:響應(yīng)外部事件中斷，確認(rèn)需要加載的分區(qū)、應(yīng)用名稱和應(yīng)用數(shù)目； 第五步:根據(jù)需要加載的分區(qū)獲取動(dòng)態(tài)加載區(qū)的相應(yīng)區(qū)域的物理地址以及虛擬地址； 第六步:將動(dòng)態(tài)加載區(qū)的虛擬地址的MMU屬性設(shè)置為可寫； 第七步:將動(dòng)態(tài)加載區(qū)的虛擬地址與需要加載應(yīng)用的分區(qū)進(jìn)行映射； 第八步:從外部存儲(chǔ)器加載應(yīng)用鏡像文件到動(dòng)態(tài)加載區(qū)； 第九步:重置動(dòng)態(tài)加載區(qū)虛擬地址的MMU屬性為只讀； 第十步:重置需要加載應(yīng)用的分區(qū)的工作模式為冷啟動(dòng)模式。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法，其特征在于所述第四步至第十步，由多分區(qū)應(yīng)用加載器完成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法，其特征在于所述多分區(qū)應(yīng)用加載器集成在IMA系統(tǒng)的核心操作系統(tǒng)內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法，其特征在于所述動(dòng)態(tài)加載區(qū)的空間大于所有需要后加載的應(yīng)用大小的總和。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種綜合模塊化航空電子系統(tǒng)多分區(qū)應(yīng)用后加載方法，在內(nèi)存空間中設(shè)置一段動(dòng)態(tài)加載區(qū)；將動(dòng)態(tài)加載區(qū)劃分成若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)；響應(yīng)某一外部事件中斷，從外部存儲(chǔ)介質(zhì)中依次將對(duì)應(yīng)的應(yīng)用鏡像文件加載到所配置的動(dòng)態(tài)加載區(qū)，并重置相應(yīng)的分區(qū)工作模式為冷啟動(dòng)模式，分區(qū)即可宿主后加載的應(yīng)用并運(yùn)行。由于采用了分區(qū)應(yīng)用后加載技術(shù)，IMA系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際需要有選擇地加載相應(yīng)分區(qū)應(yīng)用，節(jié)省了IMA系統(tǒng)資源，此外，也不需要等待真實(shí)的分區(qū)應(yīng)用構(gòu)建完成之后再進(jìn)行IMA系統(tǒng)綜合，提升了IMA系統(tǒng)綜合效率。
【IPC分類】G06F9/445
【公開號(hào)】CN105677413
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610006723
【發(fā)明人】徐文, 熊智勇
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空無(wú)線電電子研究所
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日