基于在线加载分区机制的重构方案的设计与实现

随着综合模块化航空电子系统（IMA）结构技术的发展,对航电系统的安全性和可靠性的要求也进一步提高。本文提出的IMA重构方案基于VxWorks653系统中的在线加载分区(Online-Loaded)机制,可以做到对应用程序的动态加载,使得IMA系统在发生故障时能按预设的配置进行功能迁移,从而实现IMA系统的重构。在该重构方案的基础上还同时设计了分步加载技术。测试验证表明,分步加载技术明显减少了重构的耗时,提高了重构的效率。     

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。     

基于分布式IMA平台的系统健康管理的设计与实现

随着分布式综合模块化航电（分布式IMA）系统的深入应用,需要针对分布式IMA平台的健康监控、故障管理、系统容错重构、系统运行日志等健康管理能力进行进一步研究。本文深入研究了 VxWorks653操作系统中的健康监控机制和ASAAC标准中的系统管理技术,以此为基础设计并实现了分布式IMA平台级和系统级的健康管理方案。在本文的方案中,对 VxWorks653操作系统的健康监控机制进行改进,使其能够满足自定义的故障处理需求,将ASAAC标准中的系统管理技术和IMA系统内故障信息的收集相结合,实现了对IMA系统内各进程、各分区、各模块乃至整个IMA系统进行健康管理。     

一种策略可配置的IMA系统故障管理方法

随着综合化模块化航空电子(IMA)系统的综合化程度增加,其故障发生概率及类型增多,且IMA系统在功能升级、集成过程中,其故障管理方式不断迭代、管理难度增加。提出一种可灵活策略、可配置的故障管理方法。方法基于IMA平台构建于分区OS上,参考ASAAC标准管理层级,提出预先配置故障管理策略及多级权限的管理机制,解决了传统故...     

IMA平台重构中的人素和安全性研究

综合模块化航空电子(IMA)是一种建立在分布式计算环境之下的可以实现软硬件分离的架构,它可实现硬件模块应用的动态软件分配。即,IMA系统可以根据功能性和资源可用性来选择不同的配置。本文主要关注了IMA重构中涉及到的安全性及人素问题。解析了重构的过程以及人素与自动化方面的技术。事实证明,某些情况下安全有效的配置需要具备故障识别、安全要求、任务调度及资源分配限制以外的知识。并且平台的安全性设计还取决于人机系统是否实现了最佳结合。     

模型驱动的IMA标准符合性测试自动化技术研究

随着现代航空电子系统的规模、复杂度不断提升,综合模块化航电系统(Integrated Modular Avionics,IMA)在新一代作战飞机中逐渐得到全面应用。IMA将预先定制的任务单元作为多样化任务的处理平台,并集成为综合处理机,实现数据的高速集中处理与融合。针对IMA开放式体系结构的模块化、标准化等特点,本文提出了一种基于接口语义模型的测试自动化技术。其中,标准接口的语义模型对接口数据、功能和行为进行抽象,测试模型内建测试策略与测试计划。从接口模型到测试模型,研究探讨了测试用例的自动生成、部署、和调度执行的方法。研究成果在国产机载操作系统ARINC653标准符合性测试中进行了初步应用,有效提高了测试的系统性、效率和工作质量。     

厂所间异地数据发布技术研究

本文将根据我国航空发动机行业数字化技术应用的现状,采用TCUA产品数据管理系统(PDM)来搭建支持航空发动机异地协同设计制造的协同工作平台,研究其中异地数据发布功能、EBOM异地数据发布组织结构、数据发布更改流程等支持航空发动机异地厂所间数据发布关键技术,为构建满足新一代航空发动机研制需求的数字化协同平台提供技术保障。     

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。     

综合模块化航空电子系统节能分层调度的设计(英文)

近年来,综合模块化航空电子(Integrated Modular Avionics,IMA)构架逐渐流行,并通过引入资源分区的概念取代了传统的联合式系统构架。研究了IMA构架下分层调度的设计问题。调度模型通过强时间分区,使多个强实时应用方便地集成在一个单处理器平台。推导出分区周期、分区系数以及可调度性在实时条件下的数学关系,并提出了分区参数的优化算法。考虑具有任意时限的实时任务模型,提高了算法的通用性。在分层调度的基础上,通过有效利用松弛时间,提出一种能量优化方法,进一步减少了飞行器上嵌入式系统的能耗。实验结果表明,本文提出的系统设计方法在保证硬实时需求的基础上,有效的降低能耗达 14%。     

基于网络演算的多窗口分区可调度性分析

ARINC653-2规范定义综合模块化航空电子（IMA）实时操作系统采用分区和任务两层调度方案,在该框架下的任务可调度性分析是保证航空电子系统实时性、可靠性的关键。目前的可调度性分析无法计算多窗口分区下任务最大响应时间（WCRT）。为此,基于网络演算模型对服务能力的封装,定义处理平台服务曲线为平台所能提供计算资源的服务函数,定义分区任务到达曲线为分区任务对平台计算资源的需求函数。分析处理平台的服务曲线和分区任务的到达曲线,计算得到任务的最大响应时间,继而进行可调度性判断,由此从服务能力和服务需求角度诠释分区系统任务最大响应时间分析的物理意义。设计了主时间框架下分区包含多个激活窗口的验证案例,结果表明：本方法可以得到与传统WCRT分析同等的精度,并且能够准确计算分区包含多激活窗口条件下的任务最大响应时间,实现了网络演算视角下分区系统可调度性的解释。     

自主多无人机的分散化协同控制

协同前提是无人机(UAV)平台间的通信和信息共享,无人机平台之间信息和计算是高度分布的,无人机平台的运动以及通信拓扑的变化,使得集中式协调控制结构很难实现。以最小通信量为基础的分散协同控制具有可扩展性、异构性和动态可重构性等特点,可靠性和鲁棒性较好。针对多无人机平台分散化协同的特点和要求,建立了集中和分散相结合的多无人机平台协同控制系统结构,集中式任务管理系统主要完成目标分配、通信管理和编队管理功能,分散式协同部分主要实现局部任务规划、协调策略及协调控制等功能。分别以多机协同目标跟踪、多机和多编队一致性协调、多机协同编队控制与重构等多无人机平台分散化协同控制技术为应用对象,探讨了分散化协调机制、策略、控制及其与信息之间关系。给出了部分算法的仿真结果。     

航空发动机装配技术状态数据模型研究

提出一种装配工艺与质量检验集成的机型装配技术状态数据网络模型,表达了发动机、装配任务、装配工艺、装配工序、检验项等之间的关联关系.提出了一种发动机装配技术状态数据网络模型,不仅可以表达发动机与机型装配技术状态数据模板之间的实例化关系,而且便于换件后的装配技术状态维护.设计了技术状态跟踪搜索算法,对比了不同发动机之间在装配技术状态上的差别,动态输出了工序与检验项的合成工艺指导卡片数据.     

现代飞机的技术状态管理

概述了现代飞机技术状态管理系统的构成、实现的功能以及程序设计的技术关键等。该系统依据飞机各级技术状态的管理要求,分别实施相应的管理。着重提出以一种新的方法实现了记录查询、统计和检索等技术状态管理功能。为了快速、方便、准确地完成特定的管理工作,分别设计了一系列针对具体管理要求的界面和操作方法,帮助用户以简便的手段完成任务,实现了以窗口为界面,系统、全面、自动地管理飞机各型号及各研制阶段的飞机技术状态信息。     

ADSP-TS201S引导方式分析和动态重载设计

综合航空电子系统对其内部的各个功能模块提出了应用数据集中存储,实时重构等要求,具有动态重载功能的信号处理模块能极大提高系统的应用灵活性、可靠性和可维护性。为了适应这种需求,通过分析ADSP-TS201S处理器几种引导方式的原理和方法,提出了通过修改加载内核,并进行二次引导以实现动态加载的方案。该方案已结合ADSP-TS201S信号处理模块应用平台,在某处理机系统中获得了成功应用。     

飞机技术状态管理系统开发与工程应用

简要介绍了飞机技术状态管理系统的网络模型与开发方案设计，详细论述了系统的工程更改管理、数据分析、数据查询与报表定义等功能模块的设计。将网络系统建模、动态服务器网页设计、远程数据对象与VBA Office Web组件编程技术开发的飞机技术状态管理系统，成功应用于型号研制中。     

IMA架构的远程数据接口单元实现

综合模块化航空电子(IMA)架构具有成本低、高度灵活性和易扩展性等特点,已被越来越多的飞机采用。远程数据接口单元提供接口资源,它是IMA平台的重要设备之一。可配置的远程数据接口单元对降低飞机的成本有着巨大的好处。对比了联合式航空电子和IMA架构,并研究远程数据接口单元的需求;从需求出发,基于DO-297标准定义的IMA特点,提出了远程数据接口单元的设计思路;然后基于当前行业水平和工程经验,提出了三种可行的设计方案。     

航天器总装技术状态的数字化管理方法

针对航天器研制过程总装技术状态的结构化刻画、比对以及传递需求,提出一种航天器总装技术状态的结构化表达、统计、管理与应用方法,该方法针对产品设计、工艺设计和工艺实施人员的技术状态协同控制需求,分别定义总装设计（ADC）、总装工艺（APDC）以及总装实做（AIC）等3种技术状态控制视图,以数字样机作为数据集成管理框架,结合基于活动内容模板的工艺设计方法,实现总装工艺技术状态的设置与管理,最终实现总装全过程技术状态数据的精确控制。此外,通过基于工艺数字样机的总装技术状态比对,实现了一种与总装工艺设计及实施过程紧密结合的技术状态视图应用方法。将其应用到卫星设备总装技术状态的控制过程中,证明了该方法对技术状态控制的有益作用。     

ARINC 653分区实时系统的可调度分析

ARINC 653规范定义了综合模块化航空电子(IMA)实时操作系统的行为逻辑以及向应用程序提供的接口规范。该规范规定了系统采用分区内调度和分区间调度的两级调度方案,如何分析系统的可调度性以保证实时任务能够在截止时间内完成计算是需要研究的新问题。基于负载请求与平台资源提供能力的供需约束关系导出了系统可调度的判定依据。证明了判据的约束是系统可调度的充分必要条件。实际应用表明,提出的可调度判定定理能够应用于判定ARINC 653分区实时系统的可调度性,辅助提升系统的安全属性。     

下一代综合模块化航空电子系统关键技术研究

随着高新技术的不断发展,航空电子机载系统能支持越来越复杂的功能,当前的综合模块化航空电子(IMA)系统架构采用模块化的设计以及开放式的架构,在提高航空电子系统可靠性的同时大大降低了功耗及成本。但随着飞行任务的日益复杂以及机载系统功能的不断增加,当前的IMA系统在面对复杂的应用需求时出现了无法突破的技术瓶颈。基于当前IMA系统的技术瓶颈,详细描述了下一代IMA系统的架构设计细节,总结了实施下一代IMA系统将面临的技术挑战,从高速网络,高性能多核处理器以及多核虚拟化等方面分析了有望发挥重要作用的关键技术,并提供了关键技术可行的研究思路,为下一代IMA系统的相关研究提供参考。     

多企业联合飞机研制环境下设计数据的发放接收应用

在多厂所异地联合进行飞机研制的业务模式下,基于协同研制平台的设计数据发放接收有效管理,突破了原来传统数据发放接收模式下带来的各种障碍,确保了设计数据在飞机设计单位达到成熟状态以后,能够在工作流程控制下,准确快速地传递到制造单位,并能方便制造单位各相关业务部门对这些数据的查询、浏览和使用。