浅析机载软件测试策略

归纳、分析了机载软件所特有的实时性、反应性、嵌入式、高度的可靠性及安全性的特点,并依据其特点提出了机载软件的测试策略。在综合分析讨论的基础上,总结得出了进行机载软件测试的原则和方法,对保证机载软件质量,提高其稳定性、可靠性、安全性具有指导意义。     

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。     

嵌入式软件测试研究

简要介绍了软件测试的基本概念和理论;阐述了软件测试在产品研发过程中的地位与作用;结合嵌入式系统开发的经验和从事软件测试的体会,探讨了软件测试的策略以及如何进行软件测试的设计,并提出了针对我国企业软件测试现状的软件测试解决方案。     

基于机载嵌入式可信计算平台的安全配置管理系统

机载嵌入式计算机作为航空领域技术含量极高的关键单元,占有极为重要的地位。为了提升机载嵌入式计算机的安全防护能力,在将可信计算平台引入到机载计算机的基础上,设计并实现了基于机载嵌入式可信计算平台的安全配置管理系统,达到对机载嵌入式可信计算机中的背书密钥、背书证书、安全策略信息、设备信息、应用证书、可信日志进行配置管理的目的,可用于解决目前飞机在维护过程中效率低、对维护人员要求高、容易引入安全威胁等问题。     

机载超轻量化卷积神经网络加速器设计

卷积神经网络庞大的权重参数和复杂的网络层结构,使其计算复杂度过高,所需的计算资源和存储资源也随着网络层数的增加而快速增长,难以在资源和功耗有严苛要求的机载嵌入式计算系统中部署,制约了机载嵌入式计算系统朝着高智能化发展。针对资源受限的机载嵌入式计算系统对超轻量化智能计算的需求,提出一套全流程的卷积神经网络模型优化加速方法,在对算法模型进行超轻量化处理后,通过组合加速算子搭建卷积神经网络加速器,并基于FPGA开展网络模型推理过程的功能验证。结果证明：本文搭建的加速器能够显著降低硬件资源占用率,获得良好的算法加速比,对机载嵌入式智能计算系统设计具有重要意义。     

嵌入式实时控制多任务软件的测试设计与实现

软件测试是软件工程中主要的研究领域之一，尤其是实时控制多任务软件的测试，尚无成熟而通用的工具。本文工作以机载航空电子通信与控制管理软件为背景和应用对象，探讨了嵌入式实时控制多任务软件的测试方法和实现技术；根据被测软件的特点，采用了路径遍历，对输入多数集按合法、边界、非法划分等价类的原则构造测试用例，设计了二度式测试用例生成程序、嵌入式测试驱动与记录程序等工具，使本文具有明显的特色，并对同类应用软件的测试工作，具有一定的参考价值     

基于同步处理的机载视频实时记录技术研究

在机载航电系统中,为了能够实时、无损地记录显控子系统传来的实时视频数据,最大程度地保留原始视频的图像质量,研究了基于多任务同步处理的机载视频实时记录技术。通过详细阐述接收任务和存储任务的设计方法以及分析两者的同步策略,直观展示了基于同步处理的机载视频实时记录技术的实现架构。同时依托多核处理器平台来设计真实的测试场景,并在实际机载嵌入式系统中部署运行,其结果证实了基于同步处理的机载视频实时记录技术的正确性。     

VxWorks操作系统下光纤通道通信软件的实现

为了实现光纤通道技术在机载计算机中的应用,介绍了光纤通道优点,说明基于PCI接口的光纤通道主机适配器的工作原理,分析了该适配器提供的邮箱命令和队列两种软件编程接口工作机制,给出嵌入式VxWorks环境下通信软件的实现方案。为开发机载光纤通道实时通信软件奠定了基础,对光纤通道嵌入式应用具有普遍意义。     

机载计算机软件的测试

测试是保证机载软件质量可靠性的关键工作,但由于其复杂性和特殊性,机载软件的测试存在许多特殊的困难。本文对机载软件的特点进行归纳并分析其对软件测试的影响,针对机载软件的特点提出了相应的测试策略,特别地对机载软件可靠性测试的关键技术进行了讨论,提出了机载软件可靠性测试的完整方案。     

航空涡轮发动机建模技术研究

航空发动机模型对于发动机研究的许多领域有着极其重要的意义，其中非实时模型用于发动机性能分析和故障诊断，实时模型通常用于发动机控制规律研究和作为机载模型来提供传感器解析冗余等。对当前发动机非实时模型和实时模型的建立方法进行综述。     

MultibusⅡ分布式多机系统分析与设计

目前的多处理机计算机系统中，各节点机通过高速并行总线、利用消息传递进行通讯的分布式多处理机系统，已成为军用机载计算机发展的主要方向．机载MultibusⅡ计算机正是具有这种特点、面向将来机载应用而研制的一种嵌入式、分布式计算机系统．本文论述了MultibusⅡ总线的消息传递通讯机制及MultibusⅡ总线特有的互连空间概念，从多个层次对系统及其软硬件内核进行了全面、细致的分析与设计．     

机载实时模型稳态基准值的修正方法研究

发动机机载实时模型稳态基准值反映了当前发动机的工况,决定着实时模型的稳态精度。提出一种利用传感器测量数据修正机载实时模型稳态基准值的方法,具体采用多项式线性拟合技术、利用传感器近期测量数据修正机载实时模型的基准值,以适应发动机稳态特性的改变、提高模型稳态精度。针对某民用大涵道比涡扇发动机构建的在线故障诊断仿真系统研究表明,在发动机发生性能退化的情况下,修正后的机载实时模型的稳态误差降低近1.8%。     

发动机实时建模技术的新发展

本文从发动机控制的角度, 对国内外近十几年来发动机实时建模技术的研究成果作了概要综述, 评述了几类实时建模的方法, 特别是自适应技术在机载实时模型建模过程中的应用, 并指出将来实时模型的主要发展方向是自适应模型和智能化建模技术。      

基于遗传算法的航空发动机机载模型支持向量机修正方法

航空发动机的实时模型与发动机的匹配精度直接影响着航空发动机故障诊断的精度.提出了基于自适应遗传算法的最小二乘支持向量回归机(AGA-LSSVR)方法对航空发动机机载实时模型进行修正,有效的提高了模型的匹配精度.分析了最小二乘支持向量机中的参数的选取对模型修正的影响,在参数的选取空间里采用自适应遗传算法搜索最优参数.最后,比较了Back propagation(BP)神经网络、支持向量回归机、AGA-LSSVR等方法在机载模型中的修正效果.结果表明:提出的AGA-LSSVR具有很好的修正精度,验证了修正模型的有效性.      

DO-178B可验证的机载操作系统配置生成技术

针对DO-178B适航验证要求对机载嵌入式操作系统配置数据生成技术进行了分析研究,给出了一种可重用的机载嵌入式操作系统配置数据生成器的架构设计。基于这种架构构建的配置数据生成器经过DO-178B适航验证后可适用于不同的机载嵌入式操作系统,从而大大减少机载嵌入式操作系统的适航验证成本。     

基于机载多核弱序存储模型的共享内存驱动软件设计方法研究

随着航空电子系统承载的应用日趋复杂,飞机对机载计算机的计算力和功耗比要求不断提升,这也推动了嵌入式多核处理器的加速应用和普及。多核处理器在航空电子设备的深入应用,随之而来的是运行其上的软件复杂度急剧上升,面向应用的航电系统设计面临挑战。多核处理器平台由于需要面对并行、指令乱序、资源共享冲突等问题,而目前国内大多数机载嵌入式软件和驱动仍然是基于单核处理器设计和实现的,影响最大的是在机载嵌入式实时操作系统环境下的驱动软件,因此需要充分考虑多核带来的各方面影响,尤其是需要兼顾共享内存等资源的使用冲突和实时高效要求。本文结合机载航电多核处理平台的特点,提出了一种基于机载多核弱序存储模型的共享内存驱动软件设计方法,并基于该方法设计了FC总线驱动和MBI总线驱动,项目应用结果表明,设计的驱动程序在多核处理器平台上数据传输正确,验证了方法的正确性和有效性。     

基于GPU指令转发的虚拟化图形引擎设计及实现

为了满足机载座舱显控系统对图形引擎的性能要求，设计了一种基于半虚拟化的机载图形引擎实现方案，并在嵌入式平台上进行实现和测试.结果表明采用本文设计的虚拟化图形引擎，可以满足多个虚拟机同时使用GPU进行绘制的需求的同时，可以有效发挥多核CPU的性能,在提高了产品集成度的同时，显著提升了机载图形应用的性能。     

VxWorks操作系统环境下一种周期任务管理方法

目前,实时嵌入式操作系统得到广泛应用.在以往机载嵌入式系统中,周期任务的管理几乎都是用户应用软件的一部分.在嵌入式操作系统中提供一种便利的机制,使得用户对周期任务的调度管理方便易行,是十分必要的.本文提出了一种机载计算机应用领域,VxWorks操作系统环境下周期任务管理的方法, 并给出了简单的C语言描述.     

机载嵌入式系统基准测试方法

性能评测是查找嵌入式计算机系统性能瓶颈、指导设备选型、平衡相关部件、优化系统结构以及提高系统实际性能的重要方法。在介绍了机载嵌入式计算机系统性能评测的指标和基本方法之后,重点分析了使用基准测试程序的测试方法和特点,以及基准测试方法的对比测试原理、不同测试环境的构建以及主要测试过程;选取了SPEC CPU 2000基准测试程序集针对机载嵌入式环境进行裁剪和移植,对某国产机载嵌入式实时操作系统分别以不同的嵌入式操作系统、嵌入式文件系统和编译选项为变量参数进行对比测试,得出了国产操作系统与国外同类商用操作系统运行实际应用程序的性能基本相当的结论,另外也得出文件系统对计算类基准程序的结果影响较小以及编译优化后能够大幅提高嵌入式系统性能等结论。     

改善嵌入式实时内核性能方法的比较

针对Linux系统在实时应用中的技术障碍,首先分析嵌入式内核实时性不足的主要原因.然后分析和研究了多任务,双内核和任务分割三种改善嵌入式实时性能的不同方法,并对它们各自的优缺点进行比较.研究表明,嵌入式实时内核性能有很大的改进空间.