飞机综合航电系统集成验证平台互联技术研究

郑凯

摘 要：由于现代飞机航电系统的综合化程度和复杂度不断增强，在地面试验阶段需要建设一些试验设施进行集成和验证试验。飞机综合航电系统集成验证平台互联技术用于这些试验设施的数据交互、资源共享。该技术利用对象管理组织OMG发布的数据分发服务（DDS）规范实现各试验设施之间的互联，并设计了一套数据映射机制，结合DDS面向数据的特性，从顶层定义各实验设施之间的数据发布/订阅关系，保证数据的有序交互。该技术能有效整合现有的试验资源，构建更大规模的试验环境。

关键词：航电系统 集成验证 互联 DDS

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（c）-0043-02

Research on the Interconnection Technology of Aircraft Integrated Avionics System Integration Verification Platform

Zheng Kai

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai， 201210， China）

Abstract：Due to improvement of integrity and complexity in modern aircraft avionics system， some dedicated test facilities need to be built during the phase of ground integration and verification test. The aircraft avionics test bench interconnection technology is designed for data interconnection and resource sharing between these test facilities. This technology utilizes DDS specification released by OMG implementing interconnection of test facilities， and based on DDSs feature create a data mapping mechanism to establish the relationship of data publisher/subscriber to manage data communication. This technology can integrate the existing test resources and be capable to build a more integrated and complex test environment.

Key Words：Avionics；Integration and Verification；Inter-connected；DDS

现代航空电子系统已经成为飞机上最为重要和复杂的系统之一[1]。在系统的集成和验证阶段，需要安排大量的地面试验。针对不同子系统、验证需求以及测试场景的要求，往往需要搭建多个侧重不同功能的综合化试验平台。这些试验设施往往彼此孤立，且可能采用不同的构架和技术，无法互联。导致需要为这些试验设施配置一些相同的资源：例如仿真模型等，且彼此的资源和数据并不能共享。为此，本文设计了一套开放的互联协议，实现各试验台的资源共享、复用仿真系统中现有的仿真组件，实现试验资源的整合，更高效、灵活地利用现有的试验设施。

1 系统架构

因为各试验设施采用的软件架构、数据网络的通信协议不尽相同，无法直接互联。因此，在各试验设施之上架设一套公共的数据网络，并兼容各试验设施的数据网络，实现试验设施的互联。这套互联协议包括：与各试验设施内数据网络的适配、数据映射，并具备网络QoS服务的能力。

2 系统原理设计

2.1 数据互联网络

常规性的综合试验台为了内部各节点的数据交互，都构建了用户数据/控制信号交互的网络，所以数据互联网络本质上就是实现各试验台内部的数据网络的互联，是一个实时性的分布式网络，如图1。为了保证最大的兼容性，数据互联网络采用开放的协议，且独立于各试验台。数据互联层网络只专注于数据的交互，通过适配程序实现与试验台内部数据网络的交互。

鉴于此，数据互联网络采用DDS（Data Distribution Service）技术。它是对象管理组织（OMG）在HLA及CORBA等标准的基础上制定的新一代分布式实时通信中间件技术规范[2]。DDS以数据为中信的发布/订阅通信模型，并提供丰富的QoS服务质量策略，能保障数据进行实时、高效、灵活地分发[3]，可满足数据互联网络的通信应用需求。

同时，DDS的语言无关、跨平台的能力，可以保证各试验平台的兼容。各试验台基于自身的数据网络协议，开发相应的数据适配模块，实现与DDS网络的衔接。

2.2 数据分发服务

在互联网络中，需要一个节点负责配置和维护数据的映射关系。根据试验需求，由用户配置在互联的试验台之间交互的数据，并根据数据流向建立发布/订阅关系[4]。由此节点将订阅/发布关系以及数据配置信息下发到各试验设施的适配模块。对于数据的发布端，适配模块从本地的数据网络中获取数据并发布到互联网络中；对于数据的订阅者，适配模块从互联网络中获取数据并转发到本地的数据网络中；从而实现数据的交互。图2为数据分发配置的一个简单示例。

该配置节点需要维护一张全局、涉及所有试验台的参数，并分配唯一的ID。在用户配置好相关数据的发布/订阅关系后，针对各试验台分别生成相应的配置表，发布给对应试验台的适配器。适配器将配置表的参数映射到本地试验台内部的参数，实现数据的交互。

2.3 试验台适配器设计

适配器用于试验台内部数据网络与数据互联网络的桥接。因为各试验台的运行环境、网络协议、数据结构都有差异，所以需要开发各自的适配程序。适配器根据来自配置节点的数据映射表，获得DDS网络数据与本地试验台数据的映射关系，从而实现与数据网络的互联。由于DDS提供的面向数据的发布/订阅机制，使得本地的适配器不需要知道其他试验台的信息，使得适配模块专注于面对数据的服务。

3 应用

试验台数据互联网络可以有效降低试验台仿真环境搭建的投入。交付的仿真模型不需要针对每个试验台（因为运行环境和仿真架构不同）编译一套可执行程序，只需要能集成在一个试验台中，网络内的其他试验设施即可共享该仿真资源。也为整合更多的试验资源提供可实施的途径。在航电系统的集成验证阶段，整合后的试验资源也能支持飞机的更为复杂的测试用例和测试场景。

参考文件

[1] 杨志云，罗通俊，黄进武.我国大型飞机航空电子系统的发展与思考[J].电讯技术，2007，47（4）：1-5.

[2] OBJECT MANAGEMENT GROUP.Real-time CORBA Specification[R].Highlander Engineering Inc，2005：67-69.

[3] 谢阳杰，吴家铸.数据分发服务DDS的研究[C]//全国计算机技术与应用学术会议.2008.

[4] 孙昊翔.DDS和以数据为中心的通信方式[J].科技和产业，2013（7）：153-158.