[发明专利]基于模型的航电仿真构型控制系统体系结构设计方法

说明书

本发明公开了一种基于模型的航电仿真构型控制系统体系结构设计方法。设计方法包括系统功能划分、系统层体系结构设计、功能层体系结构设计和执行层体系结构设计。系统功能划分则根据系统内部不同的工作任务，将系统功能划分为构型管理功能、构型控制执行功能和仿真执行功能；系统层体系结构设计采用AADL组件对系统进行抽象。本设计方法是一种基于模型的开发方法，易于编辑和修改，而且使用方便，可以极大的降低开发成本，缩短开发时间。采用本发明所设计的航电仿真构型控制系统体系结构是一种可分析模型，可以通过多种模型分析方法对其功能属性及非功能属性进行验证，可以在系统实现之前提供一种便利且有效的验证途径。

技术领域

本发明涉及飞机航空电子系统仿真及设计领域，特别涉及一种基于模型的航电仿真构型控制系统体系结构设计方法。

背景技术

半实物仿真技术是广泛应用于航空电子系统设计和加改装过程中，解决其集成验证问题的一种有效方法。航电半实物仿真将实物航电组件和计算机仿真模型同时接入仿真系统，各组件与仿真系统间存在大量的接口和线缆，需要根据所需仿真的飞机航电构型设计方案进行连接。当航电系统的构型设计方案发生改变时，接口和线缆的重新连接将会是一项十分复杂和繁琐的工作。

目前，国内外对于航电仿真构型控制系统的研究仍处于样机设计阶段。作为一种嵌入式软件依赖性系统，如果采用传统的先制造后测试的系统设计方法对其进行设计，无疑是十分费时费力的。因此，在该系统的体系结构设计阶段就需要提前对设计方案的可行性进行验证，包括功能性验证（如正确性、运行性能等）和非功能性验证（如可靠性、信息安全性等）。本发明所涉及的航电仿真构型控制系统就是一种解决上述问题的新型的系统级技术方案。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于模型的航电仿真构型控制系统体系结构设计方法，该方法采用AADL（体系结构设计与分析语言）建立体系结构模型来设计航电仿真构型控制系统，目的在于提供一种模型驱动的航电仿真构型控制系统开发方法，从而缩短该系统的开发时间，降低开发成本。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于模型的航电仿真构型控制系统体系结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

一、系统功能划分：根据系统内部不同的工作任务，将航电仿真构型控制系统功能划分为三个部分，分别为构型管理功能、构型控制执行功能和仿真执行功能，所述构型管理功能部分包括1台构型管理计算机，所述构型控制执行功能部分包括1台交换机配置计算机和1台终端配置计算机，所述仿真执行功能部分包括1台ARINC664交换机和多个航电仿真终端。

二、系统层体系结构设计：采用AADL组件对航电仿真构型控制系统进行建模，采用AADL系统组件建模构型管理计算机、交换机配置计算机和终端配置计算机，采用AADL设备组件建模ARINC664交换机和航电仿真终端，AADL组件之间交互通过数据类端口、事件类端口和数据事件类端口实现，数据类端口用于发送数据，事件类端口用于发送事件触发指令，数据事件类端口用于发送含有事件出发指令的数据，此外，AADL组件之间通过总线类端口绑定到相应的总线组件上。

三、功能层体系结构设计：采用AADL处理器组件、AADL存储器组件、AADL设备组件、AADL进程组件和AADL线程组件来建模所述构型管理计算机AADL系统组件，采用AADL处理器组件、AADL存储器组件、AADL设备组件、AADL进程组件、AADL线程组件和AADL数据组件来建模所述交换机配置计算机AADL系统组件，采用AADL处理器组件、AADL存储器组件、AADL设备组件、AADL进程组件、AADL线程组件和AADL数据组件来建模所述终端配置计算机AADL系统组件，并用AADL模式变换的设计方法模拟所述AADL线程组件的不同工作状态，其中功能任务的触发和数据的传输通过各AADL组件间的AADL事件触发端口和数据端口实现。

四、执行层体系结构设计：采用AADL行为附件来建模所述功能层组件间各种任务的具体执行过程，其中的数据发送、接收及事件的触发均以AADL子程序组件实现。