發(fā)布時間：2020-07-24 18:24

【摘要】：飛控計算機在飛機的可靠性與安全性方面起著決定性的作用,它主要負責完成對飛機傳感器數(shù)據(jù)的處理、飛行姿態(tài)的控制以及余度管理等任務。而真實的飛控計算機價格不菲且不易獲得,并且不能隨時的對機載代碼進行調試和修改,這無疑對飛控相關軟件的研發(fā)和測試帶來了極大的不便。針對此問題,本文提出了對某款真實戰(zhàn)機上的雙余度飛控計算機進行數(shù)字化建模,使得飛控計算機配套軟件的開發(fā)和測試不受真實硬件的制約。本文利用風河公司旗下的Simics建模平臺完成對雙余度飛控計算機的數(shù)字化建模,從而加快飛控系統(tǒng)的設計效率,將其設計成本降到最低。甚至可以在沒有真實硬件的情況下由數(shù)字模型代替飛控計算機完成相關的數(shù)據(jù)測試以及與外圍調試軟件的通信。該數(shù)字模型在滿足真實硬件全部功能性和實時性需求的同時,還能加載相關驅動、操作系統(tǒng)以及飛控應用軟件。本文研究內容包含以下幾個方面:(1)通過分析比較幾種數(shù)字建模平臺在仿真效率、兼容性、完備性等方面的差異,提出選取Simics作為本課題建模平臺的基本依據(jù)。并進一步對Simics中的幾種核心機制進行研究與分析。(2)研究了雙余度飛控計算機數(shù)字模型余度管理中的同步技術、交叉數(shù)據(jù)鏈路技術等關鍵技術,并結合本課題的實際情況,分別設計了同步和交叉數(shù)據(jù)鏈路的方案。(3)通過對雙余度飛控計算機數(shù)字模型整體框架的研究,搭建了雙處理器模型、橋模型、存儲器模型、離散量接收模型、看門狗模型、Debug1394模型、調試軟件接口模型。并將Win IO庫中并口傳輸改為UDP傳輸方式,完成整個數(shù)字模型的搭建。(4)完成對雙余度飛控計算機數(shù)字模型的測試與驗證。先逐一對各個模塊進行功能性的單元測試,以驗證其功能完備性。之后將數(shù)字模型置于飛管系統(tǒng)仿真驗證平臺中并結合相關調試軟件,對整個模型進行集成測試、閉環(huán)測試以及性能測試。本論文通過對雙余度飛控計算機數(shù)字模型的設計與實現(xiàn),解決了機載代碼及飛控軟件的開發(fā)和調試需要依賴于真實硬件的局限性。降低了設計成本,簡化了相關的操作環(huán)境。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.52
【圖文】：

第一章 緒論期不得不使用舊版本的電路板或上一代硬件的技術，為后期的調試和修重大挑戰(zhàn)，特別是對于固件和驅動程序等低級代碼，其影響則更為顯著軟件的開發(fā)過程往往要滯后于硬件的主要原因。在使用了數(shù)字模型搭建后，可以看出軟件和硬件能達到并行開發(fā)，顯著減少了釋放產品的時間為進度壓力是通過增加并行度而降低的，所以開發(fā)人員可以選擇在產品完成更多的測試，從而提高產品質量。與不使用數(shù)字模型相比，系統(tǒng)開以節(jié)省數(shù)周甚至數(shù)月的時間[18]。

任意網(wǎng)絡的系統(tǒng)拓撲結構。Simics 本身運行在模擬主機上用戶的開發(fā)環(huán)境。主機運行一個主機操作系統(tǒng)，比如 Micro標機則可以運行另一種操作系統(tǒng)。 的體系架構如圖 2-1 所示，其內部采用模塊化，通過為每一擬核，來使其在運行時加載模型的具體功能，其實質上是件。每一個模型對應一個真實設備或者某個單板模型。Si以縮短大型系統(tǒng)的重建時間，因為只有發(fā)生實際更改的模系統(tǒng)的其余部分不受影響，因此每個 Simics 設備模型都可和修改。模塊化也允許改變模擬系統(tǒng)運行，如添加其他功。Simics 中很大一部分模塊集以源代碼形式提供給用戶，戶可以很方便的調用Simics豐富的集成庫。甚至對于Simic令行界面這些核心功能，都是作為模塊構建并且動態(tài)加載譯的 Simics 可執(zhí)行文件可以保持非常小。

第二章 數(shù)字模型相關技術分析。最常用的接口是 io_memory 接口，數(shù)字模型的搭io_memory 接口完成設備到內存地址的映射。供 connect、implement、data_gramlink、connector 等以及單板之間的數(shù)據(jù)通信。plement 的配對使用可以完成底層設備間的小數(shù)據(jù)流示的設備 A 與設備 B 之間某個標志位的傳輸，可以一個 connect 接口，在設備 B 的 DML 文件中定義一個有多個接口，即可以存在多個 connect 與 implement過用戶自定義設置接口名稱進行區(qū)分。并通過調用nd()和 recv()函數(shù)完成數(shù)據(jù)的收發(fā)。Simics 的這種接口函數(shù)暴露給使用者，使得用戶可以通過函數(shù)調用的這種接口適合設備間小數(shù)據(jù)量的傳送，例如傳送某封裝好的結構體。

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本文編號：2769224