淺談CORBA技術(shù)在航電系統(tǒng)測(cè)試中的應(yīng)用

張志君 黨春勃

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2011-5640-6506

摘? 要：隨著我國(guó)航空事業(yè)的蓬勃發(fā)展，各種型號(hào)的飛機(jī)產(chǎn)量得到了迅速提升。飛機(jī)中可靠的航電系統(tǒng)是保證作戰(zhàn)任務(wù)順利進(jìn)行的前提，同時(shí)也是考驗(yàn)飛機(jī)性能的重要指標(biāo)。因此，航電系統(tǒng)的測(cè)試在飛機(jī)生產(chǎn)和使用過(guò)程中起到了很大作用。本文介紹一種實(shí)現(xiàn)航電系統(tǒng)的測(cè)試方法，并說(shuō)明了實(shí)現(xiàn)該測(cè)試方法的CORBA中間件技術(shù)。本文就CORBA技術(shù)的特點(diǎn)和性能，在航電系統(tǒng)測(cè)試中的應(yīng)用予以闡述、淺析。

關(guān)鍵詞：航電系統(tǒng)? 測(cè)試? CORBA? 航空事業(yè)

中圖分類號(hào)：V21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）01（c）-0004-03

Application of CORBA Technology in Avionics System Test

ZHANG Zhijun1? DANG? Chunbo2

（1. AVIC Xi'an Aircraft Industry Group Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province，710089 China;2. The first military representative office of the military representative Bureau of air force equipment department in Xi'an region in Xi'an area， Xi'an， Shaanxi Province， 710089 China）

Abstract： With the vigorous development of China's aviation industry， the output of various types of aircraft has been rapidly increased. Reliable avionics system in aircraft is not only the premise to ensure the smooth progress of combat mission， but also an important index to test the performance of aircraft. Therefore， the test of avionics system plays an important role in the production and use of aircraft. This paper introduces a test method to realize avionics system， and explains the CORBA middleware technology to realize the test method. In this paper， the characteristics and performance of CORBA technology and its application in avionics system test are described and analyzed.

Key Words： Avionics system; Test; CORBA; Aviation industry

隨著國(guó)家航空技術(shù)的快速發(fā)展，航電系統(tǒng)是現(xiàn)代飛機(jī)的一個(gè)重要組成部分。先進(jìn)的航電系統(tǒng)能夠有效減輕飛行員在戰(zhàn)爭(zhēng)中的負(fù)擔(dān)，提高作戰(zhàn)過(guò)程中的綜合判斷能力，增強(qiáng)飛機(jī)的作戰(zhàn)效能，并為飛機(jī)性能水平的全面提高做出重要貢獻(xiàn)。因此，航電系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備能夠有效的保障航電系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。本文就航電系統(tǒng)的測(cè)試方法，設(shè)計(jì)了一種開(kāi)放式硬件和軟件資源架構(gòu)。該架構(gòu)基于CORBA中間件技術(shù)，解決了測(cè)試過(guò)程中跨平臺(tái)編譯、分布式數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享的難題，能夠更高效的實(shí)現(xiàn)信息交換，進(jìn)而提高測(cè)試方法的運(yùn)行效率。本文首先對(duì)CORBA中間件技術(shù)進(jìn)行了闡述，然后結(jié)合開(kāi)放式硬件和軟件資源架構(gòu)，說(shuō)明了該架構(gòu)的運(yùn)行原理及實(shí)現(xiàn)方式。

1? CORBA中間件

CORBA（Common Object Request Broker Architecture）是對(duì)象管理組織（Object Management Group，OMG）對(duì)應(yīng)當(dāng)今快速增長(zhǎng)的軟硬件的協(xié)同工作能力的要求而提出的方案（見(jiàn)圖1）。CORBA是基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的，解決了遠(yuǎn)程對(duì)象之間的互操作問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程方法的本地調(diào)用。CORBA由OMG發(fā)布，其中定義了接口定義語(yǔ)言（Interface Definition Language，IDL）以及在對(duì)象請(qǐng)求代理（Object Request Broker，ORB）中實(shí)現(xiàn)客戶對(duì)象與服務(wù)器對(duì)象之間交互的應(yīng)用編程接口。CORBA核心是一套標(biāo)準(zhǔn)的語(yǔ)言、接口和協(xié)議。

CORBA標(biāo)準(zhǔn)主要分為三個(gè)部分：接口定義語(yǔ)言（IDL）、對(duì)象請(qǐng)求代理（ORB）以及ORB之間的互操作協(xié)議IIOP。

1.1 IDL

IDL全稱接口定義語(yǔ)言，是用來(lái)描述軟件組件接口的一種規(guī)范語(yǔ)言。用戶可以定義模塊、接口、屬性、方法、輸入輸出參數(shù)，甚至異常等等。IDL在不同的語(yǔ)言下都有相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，可以把IDL描述的接口編譯為目標(biāo)語(yǔ)言，包括客戶端代理和服務(wù)器端框架，以及相應(yīng)的幫助類等等。

OMG的IDL文件描述了服務(wù)器提供的服務(wù)功能，客戶機(jī)可以根據(jù)該接口文件描述的方法向服務(wù)器提出業(yè)務(wù)請(qǐng)求。在大多數(shù)CORBA產(chǎn)品中都提供IDL到相關(guān)編程語(yǔ)言的編譯器。程序設(shè)計(jì)人員只需將定義的接口文件輸入編譯器并設(shè)定編譯選項(xiàng)，編譯器就可以生成與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言相關(guān)的接口框架文件和輔助文件。

1.2 ORB

CORBA體系結(jié)構(gòu)的核心就是ORB（Object Request Broker）。ORB就是使得客戶應(yīng)用程序能夠調(diào)用遠(yuǎn)程對(duì)象方法的一種機(jī)制?？蛻舳顺绦蛞{(diào)用遠(yuǎn)程對(duì)象上的方法時(shí)，首先獲得該遠(yuǎn)程對(duì)象的引用，之后就可以像調(diào)用本地方法一樣調(diào)用遠(yuǎn)程對(duì)象。當(dāng)發(fā)出調(diào)用請(qǐng)求后，ORB會(huì)截取這個(gè)調(diào)用。由于客戶和服務(wù)器可能在不同的網(wǎng)絡(luò)、不同的操作系統(tǒng)上甚至采用不同的編程語(yǔ)言，因此ORB還要負(fù)責(zé)將調(diào)用的函數(shù)名稱、參數(shù)等編碼為標(biāo)準(zhǔn)可識(shí)別的方式，并傳到正確的對(duì)象上，服務(wù)器對(duì)象處理完成后，ORB通過(guò)同樣的方式將結(jié)果返回給客戶。

1.3 IIOP

對(duì)象代理間通信協(xié)議（Inernet Inter-ORB Protocol，IIOP）為Internet提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)作工作協(xié)議，說(shuō)明了如何通過(guò)TCP/IP連接交換信息。該協(xié)議能用于ORB與IP域之間的協(xié)作工作。

2? 開(kāi)放式架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)的專裝航電測(cè)試系統(tǒng)只能用于單個(gè)或幾個(gè)產(chǎn)品的測(cè)試，且不同的專裝航電測(cè)試系統(tǒng)會(huì)存在相同軟件功能重復(fù)開(kāi)發(fā)的現(xiàn)象。為解決傳統(tǒng)專裝航電測(cè)試系統(tǒng)重的硬件資源浪費(fèi)、軟件功能重復(fù)開(kāi)發(fā)的問(wèn)題，因此提出了一種開(kāi)放式航電測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)。

開(kāi)放式航電測(cè)試系統(tǒng)主要有通用可擴(kuò)展硬件資源和軟件平臺(tái)構(gòu)成?？蓴U(kuò)展硬件資源主要選用是市場(chǎng)上成熟可靠的貨架板卡、設(shè)備等資源。軟件平臺(tái)（見(jiàn)圖2）主要由Matlab仿真建模軟件、主控程序、仿真調(diào)度引擎構(gòu)成。

2.1 Matlab建模軟件

Matlab建模軟件是美國(guó)MathWorks公司出品的用于進(jìn)行算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)分析及數(shù)值計(jì)算的軟件。開(kāi)放式航電系統(tǒng)基于Matlab軟件的數(shù)據(jù)分析功能進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，對(duì)Matlab仿真建模功能的優(yōu)化和定制，重新編寫Matlab編譯器等。Matlab建模軟件中集成了一套硬件資源的I/O封裝庫(kù)，用于Simulink模型與實(shí)物設(shè)備進(jìn)行通信。I/O封裝庫(kù)包括：AD采集模塊、DA輸出模塊、DI采集模塊、DO輸出模塊、SIO通信模塊、CAN通信模塊、ARINC429通信模塊、MIL-STD-1553B通信模塊等。

2.2 主控程序

主控程序（見(jiàn)圖3）主要包括仿真資源管理、仿真工程配置、仿真模型運(yùn)行控制、仿真過(guò)程監(jiān)控、CORBA客戶端等模塊。主控程序中創(chuàng)建和配置測(cè)試構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件資源的管理。通過(guò)基于CORBA客戶端調(diào)用仿真引擎的各控制命令處理子程序，完成仿真的調(diào)度控制，并返回處理結(jié)果。

TargetControl.idl定義了CORBA對(duì)象接口TargetControl，對(duì)象定義了五個(gè)接口函數(shù)，分別用于加載測(cè)試工程、啟動(dòng)測(cè)試、暫停測(cè)試、停止測(cè)試、卸載測(cè)試工程。通過(guò)CORBA的IDL編譯命令生成TargetControl.hh和TargetControl.cc，在進(jìn)行CORBA通信時(shí)調(diào)用上述兩個(gè)文件。

2.3 仿真調(diào)度引擎

仿真調(diào)度引擎主要是根據(jù)主控程序的控制指令，完成對(duì)模型的運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)模型運(yùn)算的調(diào)度。仿真調(diào)度引擎以服務(wù)的形式運(yùn)行于下位機(jī)中，不斷監(jiān)聽(tīng)上位機(jī)中的控制指令。

3? 結(jié)語(yǔ)

基于CORBA技術(shù)的開(kāi)放式航電測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享，并且解決了數(shù)據(jù)通信及數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的實(shí)時(shí)性問(wèn)題。開(kāi)放式航電測(cè)試系統(tǒng)硬件資源采用的模塊化、定制化的設(shè)計(jì)思路以及軟件資源基于CORBA技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同語(yǔ)言的跨平臺(tái)調(diào)用，解決了現(xiàn)有航電系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中相同硬件資源重復(fù)采購(gòu)和相同軟件功能的重復(fù)開(kāi)發(fā)問(wèn)題。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明，開(kāi)方式航電測(cè)試系統(tǒng)的通用性強(qiáng)、集成度高、測(cè)試性優(yōu)良、易于使用維護(hù)的特點(diǎn)滿足航電系統(tǒng)的測(cè)試需求。

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