基于宏定义动态链接的模块化星载软件升级方法研究

提出了基于宏定义动态连接的软件模块化设计思路, 并针对某小卫星平台的体系结构, 对其星载软件进行了具体的模块化实现, 同时提出了一种在轨升级方案. 经实验验证分析, 所提出的模块化设计思路提高了星载软件在轨升级的效率和灵活性, 升级过程中对结构化模块信息上载和验证, 提高了升级方法的可靠性和安全性.      

基于OOPN的实时软件开发方法与环境的研究

实时系统的与时间相关性以及与其环境的交互特点造成实时软件的开发十分困难,那么多处理机实时软件的开发就更加困难.为了简化多处理机环境下的并发程序设计、减少程序设计错误和提高编程效率,介绍一种用于多处理机系统的程序设计方法以及在此方法支持下的软件开发与运作环境.该方法以一种直观的图形方式(面向对象Petri网)辅助多处理机系统软件开发,在此环境下可完成高效的软件开发和获取安全可靠的软件结构.      

基于软件重用技术的飞行模拟器软件生成系统

在计算机应用系统中,软件是灵魂。本文研究基于软件重用技术和系统组合技术的飞行模拟器软件生成系统的原理、实践与应用经验。这一方面是由于研究软件重用技术和系统组合技术对缩短软件开发周期、增加软件产量和提高软件质量有着重要的意义,另一方面是因为旧的飞行模拟器软件开发方法已不能适应该领域日益变化的需求。 所谓软件重用技术是指开发新的应用软件时,再次使用已有的软件、知识和方法的技术;所谓系统组合技术是指根据特定应用的需求规格说明和已有的软件、知识和方法,将零散的软构件组装成一个系统的技术。本文给出了结合两种技术的飞行模拟器软件生成系统原型的实现原理和示例。它主要由三大部分组成:可重用的软件库及其管理器、库的浏览/检索器和目标软件生成器。我们用面向对象式语言C++描述其软件结构,以“生产域/消费域”模型作为软件生产、组装的基础。由此原型系统实现的某型号飞行模拟器飞行系统软件的重用、组装及仿真结果表明:基于软件重用技术和系统组合技术的飞行模拟器软件生成系统在理论上与实践上都是可行的;使软件重用技术和系统组合技术结合在一起,用于软件的整个生存周期,是对软件工程过程模型的重大革新。     

星载软件无线电平台及其单粒子效应研究方法

结合国内外研究进展,介绍了软件无线电技术在星载设备中的应用,给出了一种星载软件无线电平台的结构.针对单粒子效应对星载软件无线电平台可靠性影响,提出了一种软件无线电平台对抗单粒子效应的设计与验证方法,并给出了针对该平台中FPGA和DSP的故障注入方法.这种抗单粒子效应的研究方法和故障注入方法代价低、设计灵活,在某卫星星载多用户扩频接收机的可靠性设计过程中得到了验证和实施,使低等级高性能器件在星载信号处理平台中的应用成为可能.      

基于混合编程技术的AOCC应用软件快速仿真平台

介绍基于混合编程技术的AOCC应用软件的快速仿真平台的整体框架设计以及具体实现．基于该方法构建的快速仿真平台，能够满足软件开发人员对基于8086汇编语言开发的AOCC应用软件开、闭环调试和测试的要求，对提高软件的开发效率和保证软件的质量有积极意义．     

基于UML的集成化软件开发环境的研究与实现

统一建模语言UML(Unified Modeling Language)的出现为研制和开发集成化面向对象软件开发环境奠定了基础.针对当前软件开发方法中所表现出的新特点,结合用户在项目开发中的实际需求,讨论了基于UML的集成化软件开发环境的设计思想及应具备的主要功能,介绍了基于该思想开发的可视化建模工具UML/Designer的功能体系结构和实现情况.      

一种面向星载计算机的功能级功耗估计方法

在星载计算机的软硬件协同设计过程中需要解决处理器功耗估计问题.现有的工具和方法主要面向ARM或DSP处理器,缺乏可用于LEON3处理器的软件功耗估计方法.针对这一不足,基于功能级功耗分析方法进行功耗估计,重点解决LEON3处理器的功耗建模问题.提出了从C代码中提取模型参数的方法,并且对序贯最小优化支持向量回归算法进行了改进,提高模型的精度.在数值试验部分,通过常用的C语言算法试验对估计方法进行了验证.结果表明功耗估计误差小于3%,能够满足星载计算机软硬件协同设计的需要.     

用对象实现构件的原型开发方法

基于面向对象语言的基本特征,分析了用对象表示构件的诸多有利因素,提出了用对象实现构件的原型开发方法。该方法规定了构件的外部接口,构件间“联系”函数及原型合成过程中的择优方案等。它对原型法的实用化将会起很大的推进作用。     

嵌入式软件仿真测试平台构件化技术研究

软件测试在航天嵌入式软件研制过程中占有极为重要的地位,使用全数字仿真测试平台进行软件测试是行之有效的方法.对仿真测试平台进行层次化构件分解和构件设计,研究航天软件仿真测试平台构件化开发方法,并给出应用实例,证明了该方法可大幅提高平台开发效率.     

星载SAR天线展开机构装配精度确信可靠性建模

星载合成孔径雷达（SAR）天线展开机构是空间桁架结构,其杆系和铰链的空间位置相互耦合,在装配过程中主要依赖于人工装调,装配精度难以准确控制,装配可靠性直接影响星载SAR天线的服役性能。为此,基于可靠性科学原理,提出星载SAR天线装配精度确信可靠性建模方法。考虑天线装配过程中影响装配精度的内因和外因,确定表征天线展开机构装配精度的性能指标及阈值,建立性能裕量模型。开展多源不确定性分析与量化,构建星载SAR天线展开机构装配精度确信可靠性模型。以某型号星载SAR天线展开机构为研究对象,进行可靠性敏感度分析和验证。研究结果表明：所提方法可为星载SAR天线展开机构装调提供理论指导,有效提高装配精度和效率。     

对象Petri网模型的并发软件仿真技术的研究

并发软件的性能评价是提高软件开发质量的重要手段之一.本文重点讨论了将面向对象与Petri网相结合的思想用于并发软件开发中的系统建模,以及基于对象Petri网(OPN)的并发软件系统的仿真技术,同时,也探讨了实现一个基于OPN的动态仿真工具所面临的关键技术和解决方法.实践结果表明,文中讨论的实现机制与处理方法是有效和可行的.      

对象Petri网模型的并发软件仿真技术的研究

并发软件的性能评价是提高软件开发质量的重要手段之一．本文重点讨论了将面向对象与Ｐｅｔｒｉ网相结合的思想用于并发软件开发中的系统建模,以及基于对象Ｐｅｔｒｉ网（ＯＰＮ）的并发软件系统的仿真技术,同时,也探讨了实现一个基于ＯＰＮ的动态仿真工具所面临的关键技术和解决方法．实践结果表明,文中讨论的实现机制与处理方法是有效和可行的．     

星载软件可测试性设计方法

随着星载软件复杂度的增加,提高软件测试效率对保证软件质量越来越重要,软件的可测试性设计成为提高软件测试效率的关键手段。文中针对星载软件的可测试性设计提出了四种方法:设计可测试的分层体系结构可将软件故障限制在层次范围内;合约式任务模板可规范任务的输入输出,降低任务间的耦合性;状态序列编码可用于动态指示软件的切换与流向;多任务调度记录与堆栈使用记录可用于静态复现一段时间内软件的详细工作过程。可测试性设计方法应用在某项目的软件研制中,软件测试效率有明显提高,证明方法可行有效。     

企业信息系统领域的软件建筑模型

将软件建筑的基本概念以及研究成果引入到企业信息系统建设中,提出了企业信息系统领域的软件建筑模型.首先对软件工程方法学的发展做了简要评述,指出了软件建筑在软件过程中的重要性.随后提出了企业信息系统领域的基于软件建筑模型,包括软件建筑模型、参考需求、参考建筑等.描述了基于该模型的软件开发过程,讨论了若干相关研究工作.     

用面向对象技术实现相关分离的双语言描述

介绍了一种新的形式化描述思想,即"相关分离"的思想,并分析了基于此思想的双语言方法,与传统的单一语言的描述技术相比,"相关分离"的思想和双语言方法更适合于分布式多媒体的描述.结合对面向对象技术在分布式多媒体的形式化描述中应用的方法分析,本文提出了一种以LOTOS/QTL或Esterel/QL为基础,融合面向对象技术的形式化描述方案,该方案可用于建立分布式多媒体系统的时间模型和同步模型.     

复杂动力学模型下星载天线跟瞄控制技术研究

针对星载天线动力学复杂这一问题,从天线系统刚柔耦合动力学建模、指向跟踪控制以及振动抑制等方面研究了柔性星载运动部件的指向控制方法。首先,通过描述系统几何拓扑关系建立系统运动学方程,从而简化动力学建模过程;之后,利用假设模态法,对天线反射面挠性进行建模;最后,将拉格朗日方程与挠性关节模型相结合,从而建立了星载天线非线性刚柔耦合动力学模型。在以上复杂动力学建模的基础上,采用分层设计的思路进行了控制策略设计：先运用基于计算力矩法的滑模控制器得到不考虑挠性关节的耦合控制律,从而保证卫星基体的稳定性以及天线挠性反射面的振动抑制;再使用反步法对挠性关节进行控制,实现对天线反射面的指向精度控制。最后,讨论了动力学参数不确定性对系统跟踪指向控制的影响并采用数学仿真的方式验证了相关动力学模型与控制算法。仿真结果表明该方法能较好地实现对星载天线的指向跟踪控制以及振动抑制,提高星载天线的动态指向精度。     

需求模式

为了解决软件开发过程中需求重用的问题,对统一建模语言中的活动图进行了扩展,用以作为软件需求捕获和描述的工具,并以此为基础通过借鉴其它模式语言的通用描述方式,提出了基于过程模型的需求模式描述语言,其描述框架包括模式名称、所属领域集合、适用语境、所要解决问题、条件约束、解决方案、模式实施、应用实例以及相关模式等方面,详细定义了语境、解决方案和相关模式的描述方式,并在此基础上给出了需求模式开发和应用的指导性原则.提出的需求模式技术,使软件最高抽象描述层次的重用成为可能,其应用必将大大提高软件开发的效率.      

COTS星载计算机容错设计及可靠性研究

为了实现微小卫星“好、快、省”的目标，商业货架产品(Commercial off the shelf, COTS)被大量采用，如何确保COTS产品的可靠性是必须要解决的问题.以基于工业器件的计算机产品为例，针对星载计算机产品存在的空间应用无可靠性预计指标、无抗单粒子设计等问题，开展了星载计算机容错设计及空间应用可靠性研究.为了保证星载计算机高可靠性航天应用，从产品的设计、分析、试验等方面提出了有效的保证措施.最后，利用星载计算机加速寿命试验数据和在轨实际运行表现证明了该方法的有效性；可靠性评估结果表明星载计算机三年内可靠度可以达到0.976以上(置信度取0.6)，能够实现高可靠航天应用.     

领域分析与建模研究

基于信息论通信系统原始模型构造了由信码、动作和目标刻画的三维领域概念模型,给出了领域的精确定义.提出用于构造任意构件的基本单元--微构件模型,并在领域三维模型的信码-动作平面给出微构件的精确刻画.提出了基于软总线的一般领域构架建模方法.软总线支持构架内信息流与控制流的混合结构传输,支持把协作策略从功能服务中分类出来,简化领域构架的控制操作行为.以上方法应用于电子政务领域工程实践,已成功地构造了一个柔性软件生产平台(SoftProLine),用于开发一整套基层政府的电子政务应用软件系统,突出地体现了高质量、高效率、高柔性的技术特点,方便灵活地满足用户全方位的需求.