- 选题背景和意义:
在工业领域和互联网领域长期存在垂直业务板块集成过程中的“烟囱林立”问题。突出表现在各个领域、各个专业、各个企业、各个部门以及不同历史时期的软件之间,数据互不理解、软件无法互操作,从而难以实现业务流程的统一和数据资源的共享。为解决这一问题,系统集成领域试图采用“元数据模型”的手段对领域信息进行建模,进而基于统一数据模型实现软件互操作。尤其是美国军方,因为涉及到多域协同作战等迫切需求,针对这一技术路线发布了FACE规范。它针对软件通用运行环境提出了一个统一的技术标准,用于推动机载软件可移植性与可重用性的发展,进而指导打造一个能够涵盖整个军用飞机制造行业的软件产品线。
作为美国军用装备体系未来必须遵从的规范,FACE规范中详细描述了基于共享数据模型(FACE SDM)的跨域数据互理解和量化互转换架构,并结合美国军方(也是目前国际工业领域普遍采用的)面向服务架构SOA,对不同领域的软件之间的互操作机制进行了规定。其中,对于难度最高的“历史遗留软件集成”这一技术难题也专门提出了解决方案——平台相关服务段与IO段的结合机制。
FACE 思想的宗旨是在硬件计算平台上创建一个通用的软件运行环境,使应用软件(由FACE 组件组成)在只受到很小影响的情况下实现在不同平台上的部署。本次毕业设计的工作通过设计与实现基于共享数据模型规范FACE的DDS端系统集成适配器,在基于团队已经建立的FACE规范设计工具和SOA中间件基础上完成基于FACE PSSS架构的历史遗留软件集成框架。尤其针对基于DDS中间件进行交互的历史遗留软件,建立对报文的建模、解析、转换以及按需重组机制以及针对雷达功能的遗留仿真软件模块进行集成测试。从而实现信号模型集合系统中子系统与管理软件的通信中间件架构。
二、课题关键问题及难点:
1.适配器如何从管理软件获取所需数据
由适配器给子系统发送数据,并且在适配器启动时就注册了回调函数,通过该函数,管理软件能够给适配器数据。
2.适配器如何与子系统交互
为了实现数据互通,需要针对每一个子系统写相应的适配器,即适配服务,它的功能是数据转发。适配器针对子系统而写。适配器被加载后,首先适配器和子系统建立通信关系,通过子系统发送给适配器的握手报文,适配器知道了这个子系统这回仿真的消息配置信息。适配器将收到的配置信息通知给工具,工具能够进行遍历检查(工具已经加载了预期的仿真数据),将没有的信号直接添加到实例化系统中,将都有但是信息冲突的显示出来,由用户来决定这一次仿真的实际信号使用情况。当子系统开始进行消息数据的传输时,由适配器接收到消息,消息包括信号ID和信号数据值,适配器告知工具,由工具进行暂存和显示。同时,对于子系统需要的数据,子系统需要与适配器进行通信,请求自己所需的数据,请求报文中包括三个信息,一是自己所需数据的信号组成,二是后面通信的主题,即采用哪个主题来进行前面需要数据的通信。采用这种办法,动态组织通信主题,能够灵活的进行数据交互。最后的信息,是子系统期望的消息频率,即间隔多长时间给子系统就这个主题发一次数据。最后,当适配器成功注册了子系统期望的数据接收主题,就以请求的频率开始发送数据。
- 文献综述(或调研报告):
目前,每一个军用飞机机载系统都拥有各自独立的开发需求和特定的供应商。这种开发模式存在很多缺陷:交货周期长、改进过程复杂、飞机平台间缺乏软硬件重用等。由于任务设备和电子系统日益复杂,在向飞机系统中集成新的软硬件时,所需的成本和时间也随之不断增长,再加上额外的测试与适航认证需求,这些都直接影响飞机新能力的部署。
当今几乎没有一个军用标准是专门针对软件组件可重用性、可移植性而提出的,而现有的商用软件通用运行环境(COE)标准也不能完全适用于军机机载系统的开发要求。为此未来机载能力环境( FACE : Future Airborne Capability Environment)思想应运而生[1] [2],它针对软件通用运行环境提出了一个统一的技术标准,用于推动机载软件可移植性与可重用性的发展,进而指导打造一个能够涵盖整个军用飞机制造行业的软件产品线。
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