面向综合模块化航电系统的驻留应用开发平台设计

综合模块化航电系统采用时间和空间分区技术隔离不同的应用程序,驻留在分区中应用程序的开发依赖于符合ARINC 653及相关接口和通信规范的开发平台。通过移植传统操作系统的板级支持包和开发驱动程序,使得商业单板计算机C2K支持符合ARINC 653规范的VxWorks 653分区操作系统并提供AFDX网络接口,首次实现了基于商业单板计算机C2K的驻留应用开发平台,其主要功能和性能与目前主流的大型客机综合模块化航电系统相当,可用来支持驻留应用的开发和调试,大幅度降低了成本。     

民机航电系统综合核心处理机平台软件技术研究

针对大型民用客机综合模块化航电核心处理机驻留功能应用数量多、安全级别不同、需独立认证等特点,提出了一种基于ARINC653规范的平台软件架构,设计并实现了平台软件,包括平台基础软件和10项平台驻留应用,研究了相关关键技术,为国产大型民用客机综合模块化航电系统的研制提供了技术支撑.     

IMA系统中基于时间调度表的优先级辅助分区调度机制研究

为弥补ARINC653调度机制存在的处理器时间资源浪费及为复杂IMA系统设计时间调度表时难度较大的不足,以ARINC653规范中定义的时间调度表分区调度机制为研究基础,对ARINC653规范中定义的时间调度表分区调度机制进行改进,以适应复杂综合模块化航空电子系统的要求,在不违反ARINC653规范的前提下,兼顾安全性原则,提出了基于时间调度表的优先级辅助分区调度机制,允许多个分区以优先级的方式抢占调度表中的空闲时间,提高了分区调度的灵活性,降低了设计分区调度时的难度。     

综合航电系统信息安全性设计

在飞行器航天器产品中安全性、可靠性是最重要的性能指标,它是综合化航电系统设计者的宗旨。综合化航电系统的安全性范围很广,它涉及飞机安全、人身安全、任务安全、信息安全、网络安全、设备安全等诸多方面。着重对综合航电系统中信息传输保密技术、数据存储保密技术、访问控制技术作了设计论述。目的是为综合航电系统的机载综合核心系统提供安全支撑平台。     

教练机的航电综合

军用飞机的航电系统日趋综合化,费用也很可观。由于教练机的主要任务是培训飞行员,而不是实战,所以,针对某型教练机,在综合数据、任务、显示控制的基础上,通过建立GPS、火控雷达、CCRP等仿真模型,在平显火控/多功能显示系统中用软件模拟实现了这些功能,从而简化了航电系统,大大降低了成本。利用这种成功的仿真模式,还可以根据需求建立先进武器如导弹、战场态势、防御等仿真模型,在航电系统中进行模拟,使航电系统能进一步得到超值使用。     

安全关键系统的蓝图设计与生成

安全关键系统是指系统功能一旦失效将引起生命、财产等重大损失以及环境可能遭到严重破坏的系统.航空电子系统就是一个典型的安全关键系统,最新航空电子系统的目标是综合模块化航空电子IMA系统.为保证IMA系统的安全可靠,必须做到系统运行可确定、故障可自愈、以及可以处理IMA综合化所带来的问题.该问题的解决方法是在系统设计阶段用"蓝图"来描述系统.针对国内航电系统的实际需求,设计并实现面向安全关键系统的蓝图,介绍华东计算技术研究所自主研发的高可靠实时嵌入式操作系统ReWorks653、开发平台ReDe653及其蓝图的实现.     

BONeS在分布式系统建模仿真中的应用

首先介绍了Cadence公司的BONeS DESIGNER软件平台的组成、原理及一般的应用过程。在此基础上，利用此平台建立了分布式系统的仿真模型，并根据仿真结果分析了系统的性能和瓶颈，并更改相应设计从而优化系统性能。     

基于模型驱动的航电系统安全性分析技术研究

针对综合化航空电子系统安全性分析存在的失效模式完备性和动态失效问题以及数据一致性问题,将航电系统分为3个层次:应用操作层、功能层和资源层,采用形式化方法分别对每个层次进行建模,利用模型转换技术实现3个层次之间的语义转换,确保语义的一致性。利用Event-B语言对系统应用操作和功能层建模,实现对应用操作模式完备性的检查,利用AltaRica语言能够对系统的异常行为建模,实现对系统动态失效问题的分析。以飞机自动飞行控制系统为例,利用Event-B建模工具Rodin实现对应用操作模式的分析,借助基于AltaRica语言的SimFia工具对其安全性进行分析,结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于AADL的综合航电分区系统可调度性判定

综合模块化航电(IMA)系统中的分区系统提高了其可靠性和安全性,但在系统设计和实现过程中,应采用各种分析和验证方法确保系统的时间需求得到满足。为此,针对符合ARINC653规范的IMA系统,根据分区系统层级调度的特性,提出一种基于仿真的分区任务集可调度性判定方法。借助Cheddar工具及其自定义调度策略功能,使架构分析和设计语言(AADL)具有对分区系统进行建模的能力,并利用该工具对AADL模型进行仿真以判定系统的可调度性。实例分析结果表明,该方法能自动、准确、快速地进行可调度性判定,并以甘特图的方式绘制任务调度过程,得到直观、详细的结果。     

同步多媒体集成语言在网络教学系统中的应用

结合流媒体技术介绍了流媒体的实现途径及其传输协议;SMIL语言的规范;基于SMIL的网络教学系统的体系结构;最后给出了SMIL在网络教学系统资源中的应用实例。     

综合模块化航空电子分区配置启动机制

为了解决综合模块化航空电子（IMA）系统资源分配问题并明确分区启动时间,以VxWorks 653分区操作系统为研究实例,针对分区配置和启动过程采用统一建模语言（UML）建立了包括类图和时序图在内的模型。该模型深入地分析了分区配置和启动机制,说明了分区配置在资源分配以及操作系统编译和分区初始化过程中的作用,阐述了分区"冷启动"和"热启动"模式的差别,并建立了实验平台测试两种启动模式的启动时间,测试结果显示分区冷启动和热启动的时间分别为148 ms和8.5 ms,进而提出了这两种分区启动模式的应用场景以及分区配置和应用程序软件启动初始化设计的策略。例如在建立分区主时间框架和健康监控策略过程中应确定分区启动的方式并充分考虑分区启动时间,这些设计策略也适用于其他高安全性应用环境中分区系统的设计。     

综合模块化航空电子平台网络故障注入策略

综合模块化航空电子（IMA）平台网络通信结构复杂，在进行故障注入测试时，存在难以选取合适的测试路径及等效、无效故障注入较多的问题。根据IMA平台网络通信结构特点，提出一种新的故障注入策略。首先，根据IMA平台网络对实时性和确定性的要求，提出一种基于通信链路的测试路径优化算法，生成最优测试路径，实现对IMA平台网络测试任务的有序覆盖；然后，在确定测试路径之后，采用有色Petri网（CPN）建模方法搭建测试案例自动生成模型，排除等效与无效故障，精简测路径中每个测试任务所需的测试案例。仿真结果表明，所提方法在测试次数与测试时间等方面均少于传统的故障注入策略，能够克服传统策略中的无序性及盲目性的缺点，降低测试的时间成本。     

综合电子系统重构时间分析方法研究

针对综合电子系统重构的不确定性、多样性导致的系统状态复杂的问题,对不同重构模式下的重构时间进行分析。首先研究系统架构和软硬件配置,建立系统重构和重构时间模型,提出应用迁移优化算法。然后通过综合电子系统重构验证平台模拟故障,分析计算不同类型故障导致系统重构消耗的时间。实验证明,不同类型的故障导致的系统重构时间不同,优化重构蓝图和迁移过程可以有效缩短重构时间。     

民用飞机IMA驻留舱门监控系统程序开发技术研究

随着民用飞机的发展,舱门监控系统变得越来越重要.但在世界范围内仍然存在很多起因舱门故障导致的飞行事故,因此提高民用飞机的安全性和可靠性迫在眉睫.将民用飞机舱门监控系统应用程序驻留在IMA(Integrated Modular Avionics)平台,通过驻留应用程序监控舱门、滑梯和飞行锁等状态,能够实时准确检测出舱门的...     

VxWorks平台内核态ARINC653分区实时调度算法设计与实现

集成模块化航空电子架构(integrated modular avionic,IMA)已成为主流航空电子系统;ARINC 653作为航空电子设备IMA架构的标准应用接口,成为研究航空电子软件编程方法的入口;最新研究表明,VxWorks能够为航空电子分区管理提供最优化的平台;然而,基于VxWorks的ARINC 653高效分区调度算法依然是研究的“盲区”;由此,设计了VxWorks内核态分层ARINC 653分区实时调度算法,提高了分区调度效率,为VxWorks内核ARINC 653完整性的研究提供非常有价值的参考;实验数据说明,相较于传统用户态分区管理模型,该调度算法使分区释放开销和分区释放抖动两项指标均显著降低.     

Resource partitioning for Integrated Modular Avionics: comparative study of implementation alternatives

Most current generation avionics systems are based on a federated architecture, where an electronic device runs a single software module or application that collaborates with other devices through a network. This architecture makes the software development process very simple, but the hardware system becomes very complicated and it is difficult to resolve issues of size, weight, and power efficiently. An integrated architecture can address the size, weight, and power issues and provide better software reusability, testability, and reliability by means of partitioning. Partitioning provides a framework that can transparently integrate several real‐time applications on the same computing device, allowing the isolation of the execution environment in terms of resources and faults. Several studies on partitioning software platforms have been reported; however, to the best of our knowledge, extensive comparison and analysis of design and implementation alternatives have not been conducted owing to the extreme complexity of their implementation and measurement. In this paper, we present three design alternatives for partitioning at the user, kernel, and virtual machine monitor levels, which are compared quantitatively. In particular, we target the worldwide standard software platform for avionics systems, that is, Aeronautical Radio, Incorporated Specification 653 (ARINC 653). Overall, our study provides valuable design references and demonstrates the characteristics of design alternatives. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

ARINC653航空电子系统AADL建模技术研究

随着ARINC653系统在我国航空领域的广泛应用,研究ARINC653系统建模方法将为进一步研究基于模型的ARINC653系统可靠性、可调度性分析奠定基础.详细研究了ARINC653系统AADL建模的方法,具体描述了ARINC653系统、分区、进程、进程通信和健康监控等核心元素的AADL建模映射机制,并进行实例说明.     

ARINC653实时任务可调度性验证方法

针对综合模块化航空电子系统(Integrated Modular Avionics,IMA)存在周期任务和非周期任务,以及任务间依赖关系,传统方法不能准确验证其实时任务可调度性的问题,本文提出了一种基于Stopwatch时间自动机的ARINC653实时任务可调度性验证方法,利用模型检验工具UPPAAL对IMA系统进行建...