基于IMA的电视指令制导系统研究

针对现有的电视指令制导系统功能上的不足和结构体系上的缺陷,首先给出了一种功能更加完善的电视指令制导系统,然后建立了其基于综合模块化航空电子IMA（Integrated Modular Avionics）体系结构的系统模型。描述了IMA体系结构、电视指令制导系统的硬件和应用软件,确定了相关软件到系统硬件的分配方案以及在故障态时的系统重构方案,其功能原型为综合更全面的航空电子系统的研究提供有益的价值。     

电视制导系统的设计与实现

本文论述了电视制导系统的设计与实现，数据通讯部分采用L波段扩频通信系统，图像处理部分采用基于CL550芯片的数字图像处理系统。具体介绍了各部分的系统参数以及系统方块图。     

电视制导系统的设计与实现

本文论述了电视制导系统的设计与实现．数据通讯部分采用L波段扩频通信系统，图像处理部分采用基于CL550芯片的数字图像处理系统。具体介绍了各部分的系统参数以及系统方块图。     

基于IMA平台的嵌入式软件设计模型仿真及实时性分析方法

如何确保机载软件满足其实时性需求一直是一个引人关注的研究问题。根据工业界的报告结果,缺陷发现得越早,用于修复缺陷以提高机载软件不超时的可能性的代价就越小。对于运行在由ARINC653标准所描述的综合模块化航电系统(IMA)上的机载软件可采用以下方法:将机载软件的设计模型(UML模型)转化成仿真模型(Simulink模型),通过在Simulink平台上运行仿真模型来发现潜在的实时性问题。由于机载软件可能与IMA平台之间具有大量的交互(例如接口层和操作系统层)用来申请使用资源或者与其它的应用程序进行通讯,因此设计了一个仿真内核来仿真IMA平台的行为。最后,使用一个工业案例来论证上述方法的有效性。     

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.     

综合航电系统故障处理机制研究

故障处理是综合航电系统的一项关键技术,关系到综合航电系统甚至战机的安全性、维修性和可靠性等诸多方面.总结概括了综合航电系统的特点,分析明确了其对故障处理的需求.针对机上实时故障处理的要求,采用分层处理、统一管理的策略,设计了一种分层的故障处理机制——从设备层、综合区域层和航电系统层三个层次分别进行故障处理的流程设计和所需的蓝图设计,并对故障处理各个阶段采取的策略进行了说明和讨论.最后,就下一步需要研究和解决的问题进行了探讨.     

IMA演示验证平台的设计与实现

随着飞机功能的增多以及设计需求的增加,航电系统逐步向综合化、模块化、开放式的方向发展.综合模块化航电(IMA)作为航空电子领域的重要发展成果,代表了现代航电发展阶段的最高水平.IMA核心处理机是IMA演示验证平台的核心,它能够为综合化航电系统及非航电系统提供通信、运算以及输入输出(I/O)资源.基于下一代航电IMA系统的架构以及总线技术开展研究,探索IMA系统的多核处理器应用及配套总线技术,设计并实现了下一代IMA演示验证平台,为IMA系统的设计研究提供参考.     

图像捕控指令制导半实物仿真系统

依据空对地精确制导武器实验室建设实例,系统地论述了图像捕控指令制导半实物仿真系统的组成与各部分的功用,详细阐述了二自由度导弹质心运动平台、目标和环境特性的物理仿真,简要介绍了接口设计和系统对象封装技术,提供了系统最基本闭环控制系统的完整解决方案。该系统可以对各类图像制导系统的目标识别与确认、锁定、跟踪、导引、攻击的完整过程进行半实物仿真,及时发现制导系统在软、硬件设计上存在的问题和不足,并随时加以改进、验证,从而大大提高图像制导的跟踪精度和抗干扰能力。该项技术和实验环境在图像制导类武器的研制、教学、使用训练乃至设备维护中都具有十分重要的意义。申铉国（1939．10．9一）,男（朝鲜族）,吉林省和龙     

基于PC104工控机的水下制导系统

本文简要介绍了基于PC104嵌入式工业控制计算机某小型远程自主水下航行器制导系统的设计要求和软硬件实现方法，该制导系统已成功应用于学校211工程建设的自主水下航行器上。     

基于加权路径的指令调度算法

随着线延迟的逐渐增加,指令调度技术作为一种可以有效减少处理器片上通信的技术日益重要。本文介绍一种分片式处理器结构上基于加权路径的指令调度算法,该算法利用已经放置好的指令——锚指令信息精确计算路径长度,再用指令所在路径长度作为权值对指令进行调度。实验结果表明,本算法实现的调度器IPC比已有的两种TRIPS调度算法的IPC分别提高了21%和3%。     

综合模块化航空电子系统的可靠性设计

ASAAC软件体系结构侧重于整个系统的模块化、可扩展性,其节点使用普通操作系统导致系统可靠性不够。针对该问题,将符合ARINC653标准的高可靠性分区操作系统作为ASAAC软件体系结构的节点操作系统,设计新的ASAAC通用系统管理并将其植入ARINC653的核心软件层,使两者充分融合以提高综合模块化航空电子系统的可靠性。     

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。     

分区软件失效模式和效果研究

为了解决在综合模块化航空电子系统（IMA）中系统架构和分区软件设计面临的分区软件失效模式和应对措施问题,在深入分析分区软件与IMA平台之间交互过程的基础上,明确了分区软件特有的失效模式并分析了其失效效果,除了一般软件共有的失效模式以外,分区软件所特有的交互过程引入了新的失效模式,包括预期的交互功能未能执行、执行过程错误、执行过程超时和特定错误等,根据ARINC 653软件架构中定义的健康监控功能,提出了通过增加健康管理功能等应对措施来处理分区软件的失效,并通过实例分析说明了该措施可以有效降低分区软件失效带来的安全风险,从而提高分区软件和功能应用的可靠性,这些失效模式分析结果和应对措施也适用于其他高安全性要求环境下分区系统设计。     

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。     

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。     

ARINC653分区调度算法的研究与改进

基于ARINC653标准的嵌入式实时操作系统对实时性的要求很高。为此,针对ARINC653分区调度算法中存在的空闲时间问题,提出一种改进的分区调度模型,采用优先级位图算法和二级调度机制设计空闲时间分区共享调度算法。理论分析表明,该算法能够缩短任务的平均响应时间。     

一种以安全性为中心的IMA软件体系结构设计方法

在改进体系结构权衡分析法的基础上,提出了一种以安全性为中心的IMA软件体系结构设计方法。利用危险场景评价IMA软件体系结构的安全性,针对重大安全设计隐患,给出相应的危险预防、消除或减轻策略;利用契约捕获IMA体系结构求精所需满足的约束,推动IMA软件体系结构螺旋式求精。本设计方法有助于消除IMA软件中可能会影响综合航电系统以及飞机安全性的设计缺陷。     

多核虚拟化分区技术在航空电子系统中的应用

针对当前航空电子系统多核处理平台资源利用率低,用户数量可扩展性不足等问题,提出并实现了一种适用于机载应用的多核分区处理方案,将多核处理器与虚拟化分区技术相结合,解决了用户数量受限于处理器内核数目问题,达到资源利用率最大化目的。实验结果表明,该方法可在同一模块上部署64个以上功能应用,支持多用户协同开发;与传统非对称多处理架构相比,硬件体积减少80%以上,重量减轻75%以上,功耗下降65%以上。提高了系统集成度,实现功能应用的时间、空间和资源访问隔离,提升了系统安全性和可靠性。