导弹通讯协议协助设计和检查软件建设

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论文字数:54400 论文编号:sb201301062057045590 日期:2013-01-07 来源:硕博论文网

第1章绪论

1.1课题背景

    航空电子技术进展到今天,度过从分散到综合的进展历程。航空电子体系结构随着航空电子技术的发展不断演变,从分立式、混合式、联合式发展到高度综合化的阶段。随着计算机、网络技术等信息技术的应用,航空电子系统对于武器平台提高作战能力具有重要意义。近些年的几场高技术局部战争表明,航空电子系统在发挥武器系统的综合作战效能中起着决定性的作用。
    综合化航空电子系统具有作战适用性强、可靠性高、维修方便等特点,是当前航空电子系统的主要结构形式。综合化航空电子系统的实现依赖于多种关键技术的发展,其核心部分是航空总线技术。航空总线负责航空电子系统内部各航空电子设备和子系统的信息传输,使得整个航空电子系统能够最大限度的利用各设备和子系统的功能,以达到资源共享和信息综合的目的,进提高整个综合化航空电子系统的效能。
    接口控制文件(Interface Control Document,简称ICD,本文以下部分均简称为ICD)做为描述航空电子系统内部各航空电子设备和子系统之间通讯议的依据,定义了航空总线上各设备和子系统之间传输信息的格式,是航空
电子系统规范的重要组成部分。因此,ICD的设计、管理和验证已成为导弹总体设计的重要内容。
    导弹电子信息系统是典型的综合化航空电子系统。导弹电子信息系统内部常用的信息传输方式包括1553B,  RS422/485、模拟信号和视频信号等。目前,国内主要的导弹总体设计单位在ICD设计和管理时主要采用人工方式,这种方式主要存在以下问题:
    1.在设计过程中,由于ICD包含大量复杂信息,人工设计效率低,经常出现由于人为原因造成的协议冗余和错误;
    2.在管理过程中,由于大量人工参与,使导弹设计过程保密性较差,同时也不便于修改和升级
    另外,导弹电子信息系统内部各电子设备和子系统(简称部件)往往由不同的厂家研制和生产。由于缺乏统一的设计标准和验证手段,造成导弹部件之间具有相关性的数据元素信息往往存在精度不匹配现象,某些部件的高精度要求造成其研制成本大幅提升,但由于其他部件的精度指标的制约使得导弹总体设计精度并未得到相应的提高。

1.2课题的目的和意义

    本课题的目的是在分析GJB5439-2005航空电子接口控制文件编制要求的基础上,开发导弹通讯协议辅助设计及验证软件,提供ICD设计、管理和验证过程的标准模式,解决传统ICD设计和管理模式带来的协议设计冗余、协议管理困难和精度验证缺乏等问题。
    导弹通讯协议辅助设计及验证软件对于减少ICD设计过程中出现的错误,提高ICD设计和管理的自动化程度,提高导弹部件间元素精度的匹配程度,进加速导弹总体设计进程,减少导弹总体研制成本具有重要意义。

1.3国内外相关研究及发展现状

    航空电子系统经历了从分离式、集中式、集中分布式到分布式结构的四发表展历程,国外一些发达国家的武器装备和航电系统都较国内发展的早,发展速度也较国内迅速。针对航空电子系统接口控制文档的管理和测试技术的也更先进,国外一些拥有领先技术的航空设备制造商和航空公司先后研制并推出了各种类型的航空总线管理测试系统,并成功应用于航空、航天等各个领域。
    APSs总线测试仿真系统是美国市场占有量最大的航空总线测试系统,该系统由美国SBS公司研制推出的,支持GJB289A, ARINC429不II AS1773等多种总线通讯协议类型。同时,APSS系统支持多种标准的硬件接口,包括ISA,  PCI,  PXI,  CPCI和PCMCAI等,并巨具有一系列总线测试仿真功能,如采集并显示总线数据、总线数据的存储和查询,总线协议管理、数据的分析及验证等

 

第3章 相关理论与方法........24-30
    3.1 总线信号ICD验证........ 24-25
    3.2 元素精度匹配验证中........ 25-27
    3.3 元素精度信息分配中........ 27-28
    3.4 精度信息计算过程的........ 28-29
    3.5 本章小结........ 29-30
第4章 软件设计与实现........ 30-54
    4.1 协议设计软件包........ 30-38
        4.1.1 GJB5439-2005 协议........ 30-32
        4.1.2 总线信号通用ICD数据........ 32-34
        4.1.3 静态模型........ 34-36
        4.1.4 动态交互模型........ 36-38
    4.2 协议管理软件包设计........ 38-44
        4.2.1 静态模型........38-39
        4.2.2 动态交互模型........ 39-40
        4.2.3 合法性检查........ 40-42
        4.2.4 ICD报表文件自动........ 42-44
    4.3 精度验证软件包........ 44-48
        4.3.1 静态模型........ 44-45
        4.3.2 动态交互模型........ 45-46
        4.3.3 精度匹配验证........ 46-47
        4.3.4 精度信息分配........ 47-48
    4.4 ICD数据库设计........ 48-50
    4.5 界面实现........ 50-53
        4.5.1 主界面........ 50-51
        4.5.2 协议设计界面........ 51-52
        4.5.3 协议管理界面........ 52-53
        4.5.4 精度验证界面........ 53
    4.6 本章小结........ 53-54
第5章 软件测试........ 54-63
    5.1 测试过程........ 54-62
        5.1.1 协议设计功能........ 54-58
        5.1.2 协议管理功能........ 58-60

 

结论
    本文以开发导弹通讯协议辅助设计及验证软件为目的,按照软件工程和UML建模理论的基础上,详细阐述了ICD设计、管理和验证的设计方法和开发过程。
    综合本文,总结主要研究成果如下:
    1.在分析GJB5439-2005标准的基础上,建立了总线信号通用ICD数据型,实现对多种类型总线信号ICD的描述,在SQL Server 2000中使用关系数据库实现了ICD信息的存储,提高了ICD设计、管理过程的通用性。
    2.提出了冗余性、一致性和非法性等协议合法性检查方法,针对总线信号数据元素精度检查问题,设计了精度闽值检查方法,解决了ICD设计过程带来的协议冗余、缺失、错误等问题。


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