综合化航空电子系统软件接口研究

综合化航空电子系统软件对系统的综合性能具有较高的要求。全面分析了综合化航空电子系统的性能需求,定义了综合化航空电子系统性能评估模型,首次对综合化航空电子系统进行全面评估,建立了综合化航空电子系统体系结构和功能软件的评估模型,分析和对比了综合化航空电子系统软件现有接口标准规范。在航空电子系统软件开发中将多个标准结合起来参考使用,将有利于提高机载软件的重用性、移植性、安全性和可靠性。     

综合化航空电子系统网络传输延迟测试软件设计

网络传输性能测试是综合化航空电子系统研究与设计过程中的重要工作.结合综合化航空电子系统网络传输性能测试需求,将快速原型法和自底向上法相结合,设计并实现了模块化的网络传输延迟测试软件,为航空总线网络的进一步改进提供了自动化测试验证手段.应用过程表明,该软件组合调用灵活方便、易于继承、便于检测和维护,能较好地满足综合化航空电子系统网络传输性能测试.     

军用总线发展趋势研究

"综合模块化航空电子系统"是军用飞行器的重要组成部分,其架构直接决定着飞行器的性能和采用的军用数据总线类型。随着航空电子系统的日益发展,特别是进入当前的分布式综合电子系统阶段,对军用总线时间确定性、多冗余高容错、可组合、可继承性、高带宽等指标提出了更高的要求。通过对比目前主要的几种军用总线的优缺点和具体应用场景,提出了TTP/C是最符合当前综合航电系统发展的军用总线。     

综合化航空电子系统安全技术研究进展

综合化航空电子系统具有高度综合化、模块化和开放性的特点.各子系统之间相互联网通信,资源高度共享、数据高度融合等特性使得综合化航空电子系统存在巨大的信息安全隐患.事实上,信息安全技术已经成为影响飞机安全和任务执行的关键因素之一.综合化航空电子系统要求信息安全等级为CC(CommonCriteria)的最高安全级别,信息安全模块要求实时性和低开销,因此综合化航空电子系统安全技术面临着巨大的挑战.综述综合化航空电子系统安全体系结构,分析和比较了各种综合化航空电子系统安全保障机制,具体包括:实时操作系统的时空隔离机制,虚通道通信机制,数据通信、处理和存储过程中的机密性、完整性保护机制等.通过这些分析和比较,希望能够为实现具有高可靠性、高可生存性和高可用性的综合化航空电子系统安全技术奠定基础.     

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。     

关于分布式IMA的网络分区方法及其实时性能分析

功能需求会在一定程度上增加系统重量、尺寸、能耗及通信复杂程度,借助模块化综合航空电子系统可以有效解决该问题。该文结合分布式综合模块化航空电子体系结构,依托于时间、空间分区以及带宽分区,提出网络分区概念,同时构建对应的网络模型、消息模型以及流量模型,并对实时性能进行分析和探讨。     

ARINC653分区操作系统多核处理器任务调度设计

航空电子架构综合模块化航空电子（Integrated Modular Avionic,IMA）已成为主流航空电子系统,ARINC653作为航空电子设备IMA架构的标准应用接口,符合ARINC653标准的分区实时调度算法成为了航空电子系统领域研究的重点.多数分区实时调度算法针对的是单核处理器.如何在多核处理器环境中对任务进行高效的调度成为ARINC653多核任务调度的关键问题,本文提出一种基于多核负载比例轮转的调度方法,该方法以任务的负载比例计算任务权值,完成任务在多核处理器上的调度,从而满足多核分区操作系统的实时性要求.仿真实验表明该方法是可行且高效的.     

悬挂物管理仿真系统的设计与实现

悬挂物管理系统属综合航电系统中的一个子系统,它是航空电子系统和飞机外挂物之间的接口。悬挂物管理系统根据来自飞行员和航空电子系统的指令,对悬挂物进行管理和控制,为飞行员确定各种军械投放的程序。讨论了悬挂物管理仿真系统的设计与实现,主要探讨了系统设计、系统管理、硬件开发、软件开发以及整个系统的总线信息流管理,系统的设计是采用某型号飞机的总线拓扑结构,通过将该仿真系统和导弹发射装置交联起来,可以完成导弹系统测试。     

同步语言Signal在综合航电系统建模仿真中的应用

为了辅助航空电子系统进行综合设计,提出了用Signal语言对新一代综合航电系统进行建模仿真和性能评估的方法。Signal语言是一种同步语言,它通过时钟推理机制来反映复杂系统的确定性、安全性、有界性等问题,能够直观地表示系统元素之间的约束关系及特性,通过构造同步实时评估模型来反映系统的实时性。基于ARINC653标准,对新一代模块化综合航电系统进行了建模仿真。     

新一代航空电子综合化及预测与健康管理技术

在介绍航空电子系统发展演变历史的基础上,分析了新一代综合化航电系统的主要特征,深入探讨了航空电子预测与健康管理(PHM)的关键技术,包括失效机理分析、应力损伤评估、故障先兆以及预警电路(canary)4个类别,详细分析了PHM相关的信息融合、人工智能、数据挖掘与预测等技术的实现方法与应用,研究并给出了新一代综合模块化航...     

基于ICD配置的航电总线测试软件自动生成方法研究

为了提高航空电子总线数据采集软件的开发效率和可靠性,降低测试和仿真工作的复杂度,对当前主要的软件自动生成方法进行了分析比较和研究,并将其应用到航电总线数据采集软件中.设计了接口控制文档(ICD,interface control document)数据库、知识库、类型库和词法分析器,采用XML模板生成、XSD模板验证和...     

A comparison of standards for software engineering based on DO-178B for certification of avionics systems

Certification of avionics software is an increasingly important subject, since more and more avionics systems in future aircraft will be software equipped. The DO-17813 standard provides guidelines for software certification. Re-use of software is emerging, partly enabled by the integrated modular avionics concept, and imposed by a reduction of life-cycle costs. Re-use, however, requires re-certification or certification of software that was not developed according to DO-17813.

The DO-178B standard is specially developed to provide a certification basis for avionics software, without going into details of the software development process. Other standards focus on software engineering aspects. We have used the DO-178B standard as a common basis for comparison with DOD-STD2167A (military), ESA PSS-05-0 (space), and IEC65A(Secretariat)122 (industry). Comparison topics include:

• • life cycles;

• • prescribed documentation;

• • configuration management;

• • verification and validation;

• • quality assurance.

All standards prescribe the software development process, emphasizing specific aspects in a certain area of interest. The results of our investigation will assist in understanding the rationale behind several standards, and can be used for:

• • certification according to DO-17813 of software that was developed using another standard;

• • certification of software using DO-17813, in concert with another standard.

     

航电武器系统精度评估研究

针对航电武器系统完成空空和空地任务精度评估的需要,对航电武器系统评估系统进行了方案设计,建立了航电武器系统基于统计的评估数学模型、基于粗糙集神经网络算法的评估数学模型,设计并实现了航电武器系统评估软件。运用该软件对航电武器系统进行评估研究,根据不同的评估信号采用不同的方法进行评估,仿真结果表明,算法是合理和有效的。评估系统已成功应用于航电武器系统的辅助设计、系统综合、性能在线测试、靶试评估和故障定位。     

一种PON结构航电总线协议的建模与仿真

以简化航电总线系统结构、降低总线功耗为目的,在分析了航电总线技术要求的基础上,提出了一种适用于航空环境的PON结构光纤总线协议。分析了该协议的传输特性与关键技术,在OPNET软件平台下采用三级建模机制,建立该协议的进程模型、节点模型和网络模型。通过对协议的仿真特性分析,以及与FC-AE-1553B（Fiber Channel-Avionics Environment-1553B光纤通道-航空电子环境-1553B）的仿真比较,说明该协议具有拓扑简单、功耗低的网络互联结构,也验证了其低延迟、高传输速率的传输特性。     

一种驻留于航电产品的通用测试软件架构设计

为提高航电测试软件的可移植性及复用能力,缩短软件开发周期,参照通用开放式软件架构FACE(Future Airborne Capability Environment)标准,基于将可移植组件通过标准接口快速接入通用软件框架的思想,设计了分层解耦的通用测试软件架构。将测试软件划分为平台适配组件、基础服务组件、测试指令通信组件以及测试用例组件。在此架构基础上,设计了统一的测试软件通信规约,定义了标准的接口规范。基于此架构开发的测试软件不仅可满足航电产品的测试需求,而且可以实现不同项目之间测试用例的快速接入和裁剪。所设计的通用测试软件架构改变了传统一型产品定制开发一个测试软件的现状,可满足航电测试软件通用性、易用性和可扩展性等要求,其在航电产品测试领域的推广可有效提高测试软件开发效率,减少人力资源成本。     

基于形式化方法的航空电子系统检测

随着航空型号的快速发展,航空电子系统的数字化程度越来越高,软件在其中所占的比例越来越大.对航空电子系统中的软件进行测试和检测是保证航空电子系统质量及可信运行的基础.通过分析航空电子系统软件体系结构,对航空电子系统进行形式化建模,并在此基础上,提出了一种形式化的系统级综合检测方法,从静态和动态两个方面对航空电子系统进行检测,最后通过设计并实现一个综合检测系统来验证该方法的有效性.     

Automatic Deployment of an RPAS Mission Manager to an ARINC-653 Compliant System

The development process of avionics system requiring a high level of safety is subjected to rigorous development and verification standards. In order to accelerate and facilitate this process, we present a testbed that uses a suite of methods and tools to comply with aerospace standards for certification. To illustrate the proposed methodology, we designed a Mission Management System for Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS) that was deployed on a particular run-time execution platform called XtratuM, an ARINC-653 compliant system developed in our research group. The paper discusses the system requirements, the software architecture, the key issues for porting designs to XtratuM, and how to automatize this process. Results show that the proposed testbed is a good platform for designing and qualifying avionics applications.     

VxWorks在某导航计算机设计中的应用

在嵌入式实时操作系统平台下进行软件设计是目前综合航天系统设计的一个重要趋势,在简述某机载导航计算机硬件设计的基础上,介绍了基于VxWorks平台的软件设计过程,并详细阐述了VxWorks设备驱动程序的设计方法.