一种综合任务处理系统仿真软件架构及工作方法

技术领域

本发明属于计算机软件技术领域，尤其涉及一种综合任务处理系统仿真软件架构及工作方法。

背景技术

随着虚拟显示技术的发展，模拟训练已经广泛应用于各行各业，比如汽车模拟驾驶、固定翼飞行模拟和大型工程机械设备的模拟操作等。随着模拟器相关的开发技术越来越成熟，直升机模拟器具备易维护、低成本和高安全性等特点,使用直升机模拟器进行训练，可以不受外界气象环境、飞行场地和空域管理的限制，能够较好地解决直升机使用方在战术对抗、战法演练和协同作战等方面提出的新的要求，直升机飞行模拟技术已逐渐成为研究飞行和实现飞行训练目的的最佳途径。

综合任务处理系统负责收发、处理和显示飞机平台航电系统中通信、导航、机电、飞控等各个交联系统的数据，是航电系统的核心处理系统。随着航电系统综合化的发展，综合任务处理系统也向着硬件通用化、功能软件化的方向发展，为了提高软件的可移植性、重用性等，开展了各种软件架构技术的研究，普遍从应用软件、操作系统、硬件的分层角度建立软件架构，其中应用软件是实现飞机功能的软件，是可重用的对象，应用软件的软件架构对应用软件的实现有重要影响。

机载座舱显示软件开发难度大，验证成本高，因而对应型号的机载软件需要移植到其他平台进行模拟器等项目的开发时，代码的复用能够极大地降低开发成本并缩短开发周期。直升机模拟器相关的研究目前大多集中在平台相关硬件的开发和航电子系统仿真技术的研究上，针对综合任务处理系统整体架构和现有机载代码复用技术的研究较少。

发明内容

本发明针对各类模拟器和仿真器的研发工作，提出了一种综合任务处理系统仿真软件总体架构和OFP、MFD、航电子系统控制软件集成的方法，将机载代码应用于综合任务处理系统仿真软件开发过程，大幅度提升开发效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

技术方案一：

一种综合任务处理系统仿真软件架构，所述仿真软件架构包括：OFP软件模块、MFD主控模块、初始化及主调度控制模块、数据交互服务模块、航电子系统控制模块、事件调度模块、MFD显示模块；

初始化及主调度控制模块，用于综合任务处理系统启动时的初始化，并完成综合任务处理系统的任务和消息事件处理流程的调度；

数据交互服务模块，用于综合任务处理系统与外界数据的输入输出，并产生对应的消息事件，供初始化及主调度控制模块中的主调度控制模块调用；

OFP软件模块，用于仿真机载OFP任务，完成综合任务处理系统的逻辑仿真和子系统数据交互；

航电子系统控制模块，用于航电子系统的接口转换仿真和逻辑仿真，完成与OFP软件模块的消息交互；

事件调度模块，用于处理综合任务处理系统的任务和消息事件，根据对应的消息类型调用不同的处理模块；

MFD主控模块，用于显示画面的生成和切换，产生画面绘制指令并发送给MFD显示模块；

MFD显示模块，用于接收MFD主控模块生成的画面绘制指令，解析后绘制对应的画面。

本发明技术方案一的特点和进一步的改进为：

当航电子系统控制模块仿真的数据来自外界时，航电子系统控制模块还用于将外界数据转换成本地航电子系统仿真数据，完成接口数据转换工作。

技术方案二：

一种综合任务处理系统仿真软件架构的工作方法，所述工作流程应用于技术方案一所述的仿真软件架构中，所述工作方法为：

(1)综合任务处理系统仿真软件启动后，进行系统初始化，并创建主任务线程和IO任务线程；

(2)执行主任务线程和IO任务线程。

本发明技术方案二的特点和进一步的改进为：

(1)所述主任务线程的执行流程具体为：

(1a)主任务调度进行计时，任务计时条件满足后，执行OFP软件模块，进行机载OFP软件主任务的仿真；

(1b)OFP主任务执行完后，调度MFD主控模块，进行机载MFD软件主任务模块的仿真；

(1c)MFD主任务执行完后，调度数据交互服务模块进行消息发送，将MFD主控模块产生的显示画面生成指令发送至MFD显示模块；

(1d)消息发送函数执行完后，运行航电子系统控制模块，进行航电子系统仿真任务的调度，产生对应的消息事件和待发送的子系统仿真数据；

(1e)上一步操作执行完后，调用事件调度模块，进行消息事件的处理；

(1f)调用数据交互服务模块，将航电子系统仿真数据发送给OFP软件模块，完成主任务周期的调度。

(2)在执行步骤(1e)时，如果有MFD主控模块产生的显示画面生成指令，则调用MFD显示模块，解析后绘制显示画面。

(3)所述主任务线程周期执行。

(4)所述IO任务的执行流程具体为：

(2a)判断是否收到IO数据；

(2b)如果收到IO数据，则解析收到的数据，产生对应的消息事件并加入消息队列，供事件调度模块处理。

(5)所述IO任务线程周期执行。

本发明提出的综合任务处理系统仿真软件软件框架设计解决了现有机载代码移植到仿真器开发平台的问题。本发明提出的软件框架实现了数据收发接口的统一、座舱显示软件的通用和兼容、航电子系统数据仿真模型的重用。本发明提出的综合任务处理系统仿真软件的设计与实现方法在充分利用现有机载OFP和MFD等软件的基础上，完成了由机载数据总线向以太网通信的转换，简化了系统的硬件结构并缩减了项目的开发成本，具有较好的实用性和经济性。利用先进的人机接口开发工具GL Studio生成仪表显示页面，具有开发效率高、开发质量好的特点，本发明提出的MFD显示模块能够较好地被其他型号的模拟器综合任务处理系统复用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种综合任务处理系统仿真软件架构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种综合任务处理系统仿真软件工作方法流程示意图。

具体实施方式

综合任务处理系统仿真软件是整个模拟器航空电子仿真系统的核心，可将机载操作飞行(OFP，Operation Flight Program)软件和机载多功能显示(MFD,Multi FunctionDisplay)软件进行集成，并增加综合航电子系统仿真模块软件。主要包括初始化及主调度控制模块、数据交互服务模块、OFP软件模块、航电子系统控制模块、事件调度模块、MFD主控模块和MFD显示模块等。

本发明实施例提供一种一种综合任务处理系统仿真软件架构，如图1所示，所述仿真软件架构包括：OFP软件模块、MFD主控模块、初始化及主调度控制模块、数据交互服务模块、航电子系统控制模块、事件调度模块、MFD显示模块；

a)初始化及主调度控制模块用于系统启动的初始化，并完成系统任务和消息事件处理流程的调度；

b)数据交互服务模块负责系统与外界收据的输入输出，并产生对应的消息事件，供主调度控制模块调用；

c)OFP软件模块移植于机载OFP软件，负责仿真机载OFP任务，完成综合任务处理系统的逻辑仿真和子系统数据交互；

d)航电子系统控制模块负责仿真航电子系统的接口转换和部分逻辑仿真，完成与OFP软件模块的消息交互；当子系统仿真的数据来自外界时，该模块负责将外界数据转换成本地航电子系统仿真数据，完成接口数据转换工作；

e)事件调度模块负责处理系统任务和消息事件，根据对应的消息类型调用不同的处理模块；

f)MFD主控模块负责显示画面的生成和切换，产生画面绘制指令用于发送给MFD显示模块；

g)MFD显示模块接收MFD主控模块生成的绘制指令，解析后绘制显示画面。

本发明实施例还提供一种综合任务处理系统仿真软件工作方法，如图2所示，所述工作方法为：

(1)综合任务处理系统仿真软件启动后，进行系统初始化，并创建主任务线程和IO任务线程；

(2)执行主任务线程和IO任务线程。

综合任务处理系统仿真软件启动，进行系统初始化，创建主任务和IO任务线程。

主任务的执行流程如下：

a)主任务调度进行计时，任务计时条件满足后，执行OFP软件模块，进行机载OFP软件主任务的仿真；

b)OFP主任务执行完后，调度MFD主控模块，进行机载MFD软件主任务模块的仿真；

c)MFD主任执行完后，调度数据交互服务模块的消息发送函数，将MFD主控模块产生的显示画面生成指令发送至MFD显示模块；

d)消息发送函数执行完后，运行航电子系统控制模块，进行航电子系统仿真任务的调度，产生对应的消息事件和待发送的子系统仿真数据；

e)上一步操作执行完后，调用事件调度模块，进行消息事件的处理；

f)此时如果有MFD主控模块产生的显示画面生成指令，则调用MFD显示模块，解析后绘制显示画面。MFD显示模块可采用GL Studio软件开发；

g)调用数据交互服务模块，将航电子系统仿真数据发送给OFP软件模块，完成主任务周期的调度。

IO任务的执行流程如下：IO任务周期执行，判断是否收到IO数据；如果收到IO数据，则解析收到的数据，产生对应的消息事件并入消息队列，供事件调度模块处理。

本发明针对各类模拟器和仿真器的研发工作，提出了一种综合任务处理系统仿真软件总体架构和OFP、MFD、航电子系统控制软件集成的方法。在软件研制过程中，如何最大限度地利用现有机载代码是开发者重点需要探索的问题，利用本发明提出的总体架构和软件集成方法能够顺利地将机载代码应用于综合任务处理系统仿真软件开发过程，大幅度提升开发效率。本发明的架构设计通用性较强，基于初始化操作、周期任务、事件消息处理和数据收发的主任务流程，可应用与各类综合任务处理系统仿真软件的开发。

本发明提出的综合任务处理系统仿真软件框架设计在很大程度上解决了现有机载代码移植到仿真器开发平台的问题。本发明提出的软件框架实现了数据收发接口的统一、座舱显示软件的通用和兼容、航电子系统数据仿真模型的重用。本发明提出的综合任务处理系统仿真软件的设计与实现方法在充分利用现有机载OFP和MFD等软件的基础上，完成了由机载数据总线向以太网通信的转换，大大简化了系统的硬件结构并缩减了项目的开发成本，具有较好的实用性和经济性。利用先进的人机接口开发工具GL Studio生成仪表显示页面，具有开发效率高、开发质量好的特点，本发明提出的MFD显示模块能够较好地被其他型号的模拟器综合任务处理系统复用。