一种基于DDS的嵌入式软件运行平台设计方法及其仿真平台技术

本发明专利技术属于航空电子系统任务处理平台设计开发技术，涉及一种基于DDS的嵌入式软件运行平台设计方法及其仿真平台。本发明专利技术包括以下步骤：步骤一，将DDS中间件部署在VxWorks6.6操作系统内核中；步骤二，在VxWorks6.6系统下对于DDS进行配置，设计实现数据收发；步骤三，在VxWorks6.6系统下实现CPCI驱动程序，使得系统可经由该驱动完成对板卡的调用和数据的读取；步骤四，在AcoreOS653操作系统下设计实现CPCI总线驱动程序，完成对于板卡的调用和数据的传输；步骤五，实现VxWorks6.6板卡与AcoreOS653系统板卡通过CPCI板卡实现双向数据传输。本发明专利技术为机载嵌入式平台提供了一种灵活的数据分发方案，可适用于航电任务系统设计开发。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DDS的嵌入式软件运行平台设计方法及其仿真平台
本专利技术属于航空电子系统任务处理平台设计开发技术，涉及一种基于DDS的嵌入式软件运行平台设计方法及其仿真平台。
技术介绍
随着飞机任务能力的增长、飞机系统的多电化和航空电子软、硬件技术的发展，飞机航电系统的新功能被不断开发出来。这些功能在增加新性能的同时也增加了系统的复杂程度。为了满足不断增加的需求，同时解决系统的扩展性、可信性和复杂性等问题,航空电子界已经在分离式系统、联合式系统的基础上发展了综合模块化航空电子系统(IMA)和分布式综合模块化航空电子系统(DIMA)。IMA是指一组由标准格式处理模块和标准格式连接器构成的系统结构，是一个由实时计算机网络组成的机载系统，该网络由许多支持不同用途和重要性的计算模块组成。IMA结构是建立于多个航电系统之间计算、通信和I/O资源共享概念的基础上，它提供了更加有效的解决方案，即通过共享资源将资源浪费降到最低。多个系统可以在分区的平台资源上被构建和覆盖，以形成高度综合的系统。一个IMA平台为多个航空电子系统提供了可共享的计算、通信和I/O服务。DIMA是IMA系统的重要改进，是一种由安全关键通信系统所连接的分布式航电系统，结合了联合式系统和IMA系统的结构设计特点与优势，具有可组合性好、可变规模性与可扩展性强、低复杂性与高可信性、分布式系统分区与重构、功能抽象分层与通用标准接口和全局统一基准时钟等重要系统结构特征。DIMA能降低系统复杂程度、减少体积重量与功耗、便于独立开发、简化系统验证，具有更大的系统灵活性和增强的可维护性，是未来航空电子系统的重要发展方向。DIMA作为一类集成架构，能够高效地设计具有混合关键型应用的分布式系统，消除了在分布式系统中对关键和非关键型功能进行整合所面临的冲突。在这一架构成熟的同时，顶层的架构应用与交互网络对介于两者之间的中间件技术提出了更高的要求，迫切需要分布式实时通信中间件技术解决如下难题：1)系统组成部件众多，各部件之间广泛存在着各种差异，包括不同的硬件设备、操作系统、编程语言、通信协议等，这些部件如何协调工作，是需要解决的关键问题；2)设备和设备之间通信，需要事先配置好对端地址，然后通过指定的地址完成同对端的通信。对于设备而言，如果增加或者删除一个与之通信的设备，则需要在程序或配置文件中做相应的修改，这使得设备之间紧密耦合；3)不同设备之间存在多种多样的消息格式，每增加一种消息格式，就需要重新扩展以前的程序，增加对应的消息打包与解包功能，不能将注意力更为集中到需要解决的业务问题上去；4)随着系统中参与资源的不断增多以及彼此之间关系的日益复杂，缺乏一种灵活的管理机制，以更有效的利用各种资源。除此之外，为了保障DIMA各子系统故障传递隔离，并将IMA平台从“时间/空间分区”扩展到DIMA的“时间/空间/通信分区”，实现系统资源的高度共享，中间件还必须能够提供全局统一的调度、通信能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出一种基于DDS发布订阅通信中间件的嵌入式运行平台设计方法及其仿真平台，以实现嵌入式实时运行平台与异构平台/操作系统间的数据通信。本专利技术的技术方案是：一种基于DDS的嵌入式软件运行平台设计方法，所述方法包括以下步骤：步骤一，将DDS中间件部署在VxWorks6.6操作系统内核中；步骤二，在VxWorks6.6系统下对于DDS进行配置，设计实现数据收发；步骤三，在VxWorks6.6系统下实现CPCI驱动程序，使得系统可经由该驱动完成对板卡的调用和数据的读取；步骤四，在AcoreOS653操作系统下设计实现CPCI总线驱动程序，完成对于板卡的调用和数据的传输；步骤五，实现VxWorks6.6板卡与AcoreOS653系统板卡通过CPCI板卡实现双向数据传输。为了验证该设计方法的可行性，基于上述技术方案，构建了一套仿真平台，所述仿真平台包括三个核心模块，即：I/O机、任务处理机和通信模块：1)I/O机该模块主要包含对于VxWorks6.6下CPCI驱动程序设计实现，使得系统可经由该驱动完成对于I/O板卡的调用和数据的读取。在VxWorks6.6下对于DDS进行配置，设计实现数据收发。2)任务处理机该模块的设计内容包括在AcoreOS653系统下实现应用软件开发，设计CPCI总线驱动程序，完成对于处理机板卡的调用和数据的传输。3)通信模块实现VxWorks6.6板卡与AcoreOS653系统板卡通过CPCI-AFDX板卡实现实时性通信，完成数据的双向传输，实现实时数据传输。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种基于DDS的嵌入式软件运行平台设计方法及其仿真平台，以实现异构平台间的互连互通互操作为目标，构建了一套与飞机平台无关的嵌入式软件运行平台；所述平台以嵌入式实时操作系统为基础，通过部署和配置灵活的数据传输中间件，保证了上层应用与底层硬件的松耦合，通过标准的接口封装，应用软件间以主题消息的形式进行数据的发布订阅，有效地降低了应用软件与总线网络和驻留平台的耦合性，提高了应用软件部署的灵活性，实现了异构平台间的互联互通互操作。本专利技术可行性高，灵活性强，为机载嵌入式平台提供了一种灵活的数据分发方案，具有可推广、可应用的示范效果，可适用于航电任务系统设计开发，具有较高的市场前景和经济效益。附图说明图1为ACoreOS653操作系统软件架构示意图；图2为仿真平台设计示意图；图3为软硬件总体设计示意图；图4为机箱设计效果示意图；图5为AcoreOS653操作系统架构示意图；图6为AcoreOS653操作系统应用配置示意图；图7为AcoreOS653操作系统内存配置示意图；图8为虚端口驱动函数指针参数示意图；图9为虚端口配置示意图；图10为通信模块设计示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。本专利技术产生的基本思路如下：如何将大型系统集成起来，并在上面开发新的应用，是开发人员经常面临的问题。在中间件出现以前，开发人员必须直接解决这些棘手的问题。在实际的软件开发过程中，开发人员一半以上的时间和经历花费在了这也与业务无直接关系的问题上。中间件是目前一项实现异构系统间透明访问的关键技术，它屏蔽了分布式系统中各个组成部分之间的硬件环境、操作系统和编程语言等方面的差异，为实现软件模块在分布式系统中的即插即用奠定了坚实的技术基础。但是在航空电子系统中，大量的实时应用需要把它们的通信模式建模成一个纯粹以数据为中心的交换模式。在这种模式中，一个应用发布数据，而另一个应用获取感兴趣的数据，构成发布/订阅((Publish/Subscribe)网络模型，这些实时应用主要关心的是如何用最小的代价来实现数据的可预测性分发。这些实时应用还有一个重要的需求:可伸缩性和灵活性，即要求不用重建整个系统就可以增加新的节点。OMG(ObjectManagementGroup)意识到了这种对数据分发服务的需求，并于2004年12月发布了面向分布式实时系统的数据分发服务规范(DataDistributionServiceforReal-timeSystems,DDS)。DDS规范为DDS中间件定义了一系列规范化的接口和行为，定义了以数据为中心的发布/订阅(Data-CentricPublish-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DDS的嵌入式软件运行平台设计方法，其特征为所述方法包括以下步骤：步骤一，将DDS中间件部署在VxWorks6.6操作系统内核中；步骤二，在VxWorks6.6系统下对于DDS进行配置，设计实现数据收发；步骤三，在VxWorks6.6系统下实现CPCI驱动程序，使得系统可经由该驱动完成对板卡的调用和数据的读取；步骤四，在AcoreOS653操作系统下设计实现CPCI总线驱动程序，完成对于板卡的调用和数据的传输；步骤五，实现VxWorks6.6板卡与AcoreOS653系统板卡通过CPCI板卡实现双向数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种基于DDS的嵌入式软件运行平台设计方法，其特征为所述方法包括以下步骤：步骤一，将DDS中间件部署在VxWorks6.6操作系统内核中；步骤二，在VxWorks6.6系统下对于DDS进行配置，设计实现数据收发；步骤三，在VxWorks6.6系统下实现CPCI驱动程序，使得系统可经由该驱动完成对板卡的调用和数据的读取；步骤四，在AcoreOS653操作系统下设计实现CPCI总线驱动程序，完成对于板卡的调用和数据的传输；步骤五，实现VxWorks6.6板卡与AcoreOS653系统板卡通过CPCI板卡实现双向数据传输。2.一种验证权利要求1所述方法的仿真平台，其特征为：所述仿真平台包括三个核心模块，即：I/O机、任务处理机和通信模块：2.1)I/O机包含对于VxWorks6.6下CPCI驱动程序设计实现，使得系统可经由该驱动完成对于I/O板卡的调用和数据的读取；在VxWorks6.6下对于DDS进行配置，设计实现数据收发；2.2)任务处理机包括在AcoreOS653系统下实现应用软件开发，设计CPCI总线驱动程序，完成对于处理机板卡的调用和数据的传输；2.3)通信模块实现VxWorks6.6板卡与AcoreOS653系统板卡通过CPCI-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，周庆，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31