嵌入式分区操作系统可靠性技术的研究与应用

嵌入式实时多分区操作系统是专门为新一代航空电子系统开发的,是支持综合化航空电子系统的嵌入式实时操作系统,该操作系统是基于分区的高安全、高可靠操作系统,其可靠性决定了运行在其上的应用软件的可靠性。从软件可靠性概念着手,深入研究了嵌入式实时多分区操作系统开发过程中涉及的可靠性设计技术,给出了软件可靠性应用的示例,并研究了操作系统软件研发中使用的可靠性管理方法,对软件的可靠性进行了总结。     

基于AADL的航空电子系统安全性分析

AADL是一种描述嵌入式实时系统的软硬件结构、安全性、可靠性等关键性能特性的重要手段,目前已广泛应用于基于ARINC653的综合化航电系统。安全性作为综合化航电系统的关键性能之一,已成为需要解决的重要问题。详细阐述了基于AADL的航空电子系统安全性分析的原理,并给出了一种可行的航空电子系统安全性分析的设计和实现方案,为航空电子系统安全性的设计提供了一种验证方法。     

选择嵌入式实时操作系统应注意的几个问题

针对嵌入式系统开发的特点和要求 ,从产品研制的实际情况出发 ,对当前主流的几个嵌入式实时操作系统的特点进行了简要分析 ,从实用性、经济性、通用性等方面着手 ,提出了选择嵌入式实时操作系统时应当重视的几个问题 ,并提出了解决方法。     

基于QNX的分布式异构仿真平台的实现

QNX作为嵌入式实时操作系统之一,它具有强实时、高可靠性、可剪裁、可配置、可扩充、可移植的特点,支持主流嵌入式处理器,目前主要应用在军事武器装备和航空航天领域.本文从航空电子系统对实时操作系统的要求出发,着重介绍了嵌入式实时操作系统QNX在PC104平台上的移植和配置网络连接通信技术,实现了基于QNX的分布式异构仿真平台,并通过实例验证了QNX的实时通信机制,建立了QNX在航空电子系统中应用的雏形,并给出了下一步工作的重点.     

面向应用的嵌入式操作系统

讨论了经典的实时操作系统RTOS在嵌入式DSP和嵌入式Internet应用中的不适应性 ,提出了具有可伸缩性、可剪载性、具有强大主机开发支持能力以及面向应用特点的嵌入式实时操作系统的思想 ,并介绍了两种实际产品的特点和使用情况。     

满足适航要求的嵌入式操作系统测试方法

以被定义为DO-178C Level A级软件的自主版权嵌入式实时操作系统为应用模型，提出了一种基于DO-178C标准的嵌入式实时操作系统的测试方法。提出的测试模式解决了操作系统内核在目标机中难以测试的问题，同时对操作系统在目标机环境进行测试的一些具体问题给出了解决方案。方法既适合现阶段国军标对软件测试提出的要求，又保证了嵌入式操作系统软件测试活动与适航要求的符合性。     

基于ARM7的车载定位终端系统设计

为方便车辆管理和提高汽车的安全性、稳定性,改进车载定位系统的性能,满足普通用户的定位需求,设计了一种应用GPSOne混合定位技术的新型嵌入式车载定位终端系统.该系统使用基于ARM7核的32位微处理器LPC2131作为控制核心,提高了硬件实时响应能力,移植嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ实现多任务管理,降低了软件设计的复杂性,并采用FD800 CDMA模块实现系统的通信及GPSOne定位功能,同传统的定位系统相比,该系统具有体积小、功耗低、成本低、定位精度高、定位速度快、通信费用低、稳定性高等特点.     

ARM嵌入式处理器在智能仪器中的应用

介绍了一种基于ARM嵌入式处理器系统的智能仪器的硬件和软件设计方案,并结合uc/os-II嵌入式实时操作系统,给出了一套完整的任务调度和管理的方法,最后给出实例说明.     

机载嵌入式实时操作系统时间性能测试

在机载嵌入式实时操作系统中,时间性能是一个非常重要的参数.为了评估机载嵌入式实时操作系统的实时性,同时为用户提供操作系统的时间性能参数,本文介绍了支持分区的机载嵌入式实时操作系统中特有的影响时间性能的关键因素--错误响应时间,分区间数据交换时间,进程上下文切换时间,分区上下文切换时间;给出了操作系统时间性能测试的方法,着重分析了计时工具,测试用例的设计,测试点的选取,以及排除影响测试准确行的因素.     

分区间通信在航空电子系统中的设计与实现

新一代航空电子系统是一种高度综合化、模块化的系统,为了确保系统工作的安全、可靠,必须有高安全性的实时操作系统支持。在高安全性的实时操作系统中提出了分区(Partition)的概念,原有的“子系统”概念已由硬件实体演变为软的“子系统”。分区是运行于一个处理机模块上的多个应用程序(或子系统),这些应用程序在时间和空间上彼此隔离,互不影响,当一个分区内的应用发生错误时,在时间和空间上都不会影响到别的分区的执行。为了适应分区间隔离的需要,应用程序之间的通信由传统的进程间通信方式变为分区间的通信方式,本文着重介绍了自主版权操作系统(ACoreOS653)中满足ARINC653要求的分区间通信的设计与实现方法。     

综合模块化航空电子系统构型管理功能设计

构型管理功能是飞机提高安全性的重要功能之一,由于综合模块化航空电子系统的架构特点,其构 型管理功能除了要保证软硬件构型一致外,还需要考虑配置数据。本文分析了DO-297 定义的构型管理功能设 计要求后,针对不同配置数据的功能特点,把构型管理功能划分成配置数据生成、数据加载和兼容性校验三个 步骤,并详细描述了各自的具体设计方案。该整体方案已在项目中成功应用。     

ARINC659总线在IMA架构中的适用性分析

综合模块化航电系统在飞机航电设备的研制中逐渐得到应用,实现综合化模块化航电的一个关键技术是系统内部总线的选择,通过论述综合模块化航电系统对系统内部总线的要求、介绍ARINC659总线的特点,分析ARINC659总线在综合模块化航电系统中的适用性,可以得出ARINC659总线能够满足综合模块化航电系统的要求,目前ARINC659总线已经开始广泛应用于综合模块化航电系统中.     

航空电子系统综合核心处理器仿真软件设计

在未来的航空电子体系结构中，综合核心处理器（Integrated Core Processor，ICP）将成为整个航空电子系统的核心。本文首先对ICP进行了理论分析，提出了ICP建模的重点，然后采用面向对象、模块化的方法进行了ICP仿真软件的设计，建立了ICP仿真系统模型。软件的仿真核心基于离散事件仿真方法，采用双层任务调度算法，并结合航空电子系统分区管理的特点，模拟ICP系统对任务的处理过程。最后进行了实例仿真，对仿真结果进行分析，验证了模型的正确性。     

民用飞机综合模块化航电系统分区和资源分配的研究

对比航电传统系统架构,分析了综合模块化航电系统(Integrated Modular Avionics,简称IMA)架构的优点;针对IMA系统功能的高集成度带来的资源分配难度和安全性要求,提出了IMA系统分区和资源分配策略,并给出了具体方法,对民用飞机IMA系统设计具有一定的指导意义和实用价值。     

新一代航空电子总线系统结构研究

航空电子总线系统结构是航空电子系统的神经中枢,直接决定着航空电子综合化程度的高低和性能的优劣。本文通过对航空电子数据总线结构现状和发展要求的分析,提出了新一代航空电子总线系统的设计原则和体系结构,并论述了其核心技术综合模块化航空电子系统的通用模块和综合核心处理机的组成。     

综合模块化航空电子核心系统技术研究

介绍了一种综合模块化航空电子核心系统.在系统应用需求及技术特征的分析基础上,提出了一种通用的开放式体系结构模型,并对系统的关键技术进行深入研究探讨,包括系统管理、网络通信、时间同步、容错策略等,最后给出系统设计方案的建议.系统具有可重构性、可重用性、可扩展性和健壮性,可满足先进飞机航空电子系统的应用要求,并为未来新型分布式综合模块化航空电子系统的研究与设计提供技术支持.     

Socket通信在分区操作系统下的应用设计

随着航空电子系统综合化的发展,Socket通信在在分区操作系统下的应用已成为航电系统新的应用需求。介绍了分区操作系统Socket通信的体系结构以及设计过程。论述了端口应用层、虚端口管理层和Socket管理层的工作原理以及Socket数据在分区操作系统下的处理过程。所开发的系统运行平稳。     

ARINC659背板数据总线应用研究

ARINC659背板数据总线是一种高可用、高完整、支持鲁棒的时间分区和空间分区的容错串行总线,它是ARINC651标准定义的综合化模块化航空电子系统的关键技术。深入分析了航空电子系统综合化对背板总线的要求,概述了ARINC659背板数据总线体系结构、介质访问机制、同步机制等规范,详细介绍了ARINC659背板数据总线的典型应用系统,探讨了ARINC659背板数据总线特性与应用前景。     

航空电子系统综合显示处理技术研究

集中控制和综合显示技术在先进作战飞机航空电子系统中的应用日益广泛,综合显示处理机作为航空电子系统控制和管理的核心,其系统结构、可靠性及综合显示控制将是系统平台设计要解决的首要问题.本文介绍了一种机载综合显示处理机,根据航空电子系统功能需求及显示控制系统结构,进行了系统层次化结构设计,并对综合显示控制系统的系统显示控制、通信控制及模块化设计与实现技术进行了研究分析,最后给出合理的模块化设计与实现方案.航空电子系统综合试验、应用表明,综合显示处理机性能先进、可靠性高,并极大地改善和提高了航空电子系统的整体性能.     

民用飞机综合模块化航电系统资源状态监控技术研究

随着处理器和机载嵌入式实时分区操作系统等相关技术的不断升级换代,IMA系统功能的集成度也越来越高,高集成度增加了系统资源分配的难度,需要通过对系统资源状态进行实时监控和分析进而不断优化系统配置。首先对IMA系统的分区特性进行了深入研究,基于探针插桩监控数据采集技术,提出了一种系统行为和时间资源状态监控的策略。研究了数据监控采集系统的软件架构,在此基础上设计和实现了系统行为监视器和时间资源监视器,并在某民机重点预研课题中进行了应用验证。结果表明,能够有效帮助应用开发者和系统综合者直观分析系统时间性能瓶颈,优化资源配置方案,实现计算资源的负载均衡。对IMA系统资源状态监控及资源配置优化具有一定的指导意义和实用价值。