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基于VAPS XT软件的航电POP设计和仿真工具链系统方案

日期:2017/7/16

基于VAPS XT软件的航电POP设计和仿真工具链系统方案

1.概述

        航电系统由于规模大、子系统多、系统的任务逻辑复杂等特点,系统设计、系统仿真与代码实现之间不顺畅,各工具处于零散的

状态,不能够很好地衔接,各个开发任务之间信息的传递由于主要采用文档的方式,因此很容易在传递信息过程中发生理解错误,并且需

要大量的重复工作。系统的测试要等到原型出来后方能完成,项目风险大,周期长。

        VAPS XT是一款用于航电系统人机界面设计的COTS工具,它涵盖了航电系统综合显示界面开发的界面设计、快速原型、仿真测试、界

面部署的全部设计开发环节,能有效的提高设计和开发效率,缩短开发周期。IBM Rational 系列软件产品系列为系统工程师和软件开发人员

提供协作式设计和开发功能来创建实时或嵌入式系统和软件。它帮助开发人员和工程师分析和验证需求,通过原型快速进行设计,使用“系

统建模语言”(SysML) 和“统一建模语言”(UML)交付更为一致的应用程序。

        依照现有航电系统开发人员配备的情况下,结合先进的COTS工具软件VAPS XT和IBM RationalRhapsody, 可有效的提高系统开发

效率,缩短开发周期,降低系统LCC。为此,我们提出VAPS XT和Rhapsody软件用于航电开发流程的建议。本方案采用基于vaps xt软件为中

心,与多个工具进行互联设计及应用,通过工具各自的接口模块设计进行无缝连接,发挥各自的优势进行快速开发。

航电POP开发流程和现状

        目前现有的航电POP发流程如图1所示。可将其分为4个阶段,分别为设计阶段、开发阶段、仿真阶段和评估阶段。设计阶段主要完

成航电系统的界面设计和逻辑设计,形成设计文档;开发阶段将设计文档转换为机载系统可运行的程序;仿真阶段针对已完成开发的系统进

行实物或者半实物仿真测试;评估阶段通过品模台等手段交由最终用户体验,给出评估意见。

        在POP开发的各阶段,共有5个工作组参与航电系统的开发,分别为界面设计组、逻辑设计组、开发组、实验组和评估组。界面设计

组和逻辑设计组参与航电系统设计阶段,分别完成POP界面设计和逻辑设计,形成设计文档;开发组参与开发阶段,承担系统软件开发工作;

实验组参与仿真阶段,根据测试用例完成系统的仿真测试工作;评估组参与评估阶段,对航电系统的开发成果进行评估。

        目前的航电POP开发流程中,各阶段、各工作组之间的工作不能有效衔接,存在重复工作,相关工作组的工作不能有效继承等问题,

同时,对于各工作组自身的工作,也无法实现有效积累和复用。这样极大的损耗了人力资源,提高系统设计和开发成本,延长开发周期。

VAPS XT和IBM Rational Rhapsody是比较成熟的COTS工具软件,在其各自的领域都具有广泛的应用。可将VAPS XT和IBM Rational Rhapsody

软件应用到航电系统开发中,能有效的提高各工作组的工作效率, 衔接各工作组之间的工作内容,提高工作成果的复用率,进而缩短航电

系统的开发周期,降低开发成本。

        VAPS XT与IBM Rational Rhapsody在各阶段的使用情况如下表所列:将VAPS XT和IBM Rational Rhapsody应用于航电系统设计开

发中,形成下图所示的航电系统开发流程。

POP设计和仿真工具链集成方案

        这里推荐的航电POP开发时基于vaps xt软件的多个工具互联设计,主要通过以VAPS XT为核心进行界面开发进行人机界面应用提供高

质量的图形应用,提高执行效率,节省大量人力和时间。此解决方案设计, 使系统分工明确,结构分明,系统更加层次化,更加模块化。

且各个工具间通过接口实现,进行无缝连接。


工具链集成方案具体实现

系统组成和功能
开发工具:

    1) DOORS需求管理软件VAPS XT与DOORS集成,进行基于需求的开发设计和验证,提供需求分析的应用及需求变更管理和需求追踪。

    2) Rhapsody业务建模软件采用VAPS和Rhapsody图形化UML逻辑设计建模方式便于实现各显示画面之间的相互关联的动态显示,以及设计

和驱动需要制作的仿真部件;通过UDP、NCOM、共享内存等通信

机制实现数据连接,由内部或外部程序驱动。

    3) VAPS XT显控开发软件采用VAPS开发航电系统主飞行显示(PFD)画面,多功能飞行显示(MFD)画面,CMS信息页画面,MCDU的显示

画面,平显(HUD)以及各个仿真控制面板。

    4) Simulink模型开发软件采用VAPS和 Simulink图形化设计建模方式便于实现各显示画面之间的相互关联的动态系统仿真显示,

以Simulink进行动态系统建模、仿真和综合分析,提供系统行为建模应用。

    5) Vs.net通过Vs.net工具如Vs.2008, Vs.2010 等,编译Rhapsody,Simulink,Vapsxt自动生成的代码,生成可执行文件。

工具链无缝集成和接口实现:

    1) Vapsxt – DOORS 无缝连接接口实现及应用DOORS 需求与VAPSXT关联,

    2) 非ARINC 661标准 Vapsxt– Rhapsody 无缝连接接口实现及应用

开发流程

◇ 应用案例

使用一个PFD页面,对其中的ADI、高度表、空速表设计了数据驱动。

    3) ARINC 661标准 Vapsxt– Rhapsody 无缝连接接口实现及应用

◇开发流程
◇ 应用案例

    ◆ VAPS-XT661提供了2个页面:

    ◆ PFD页面:包括了常规仪表 (高度表、空速表…)

    ◆ General页面:包括2个发动机基本仪表、按钮等基本控件

    ◆ 每个页面通过 UA2 Test Harness 获取仿真数据

    4)Vapsxt – Simulik 无缝连接接口实现及应用

◇ 应用案例

        VAPS XT设计的页面中包括三个仪表控件和两个复选框。仪表参数由外部simulink模块模拟数据驱动,两个复选框控制其中两个仪

表的显/隐。

工具链集成开发应用

    ◇ ARINC 661 标准控件定制开发

    ◇ 非 ARINC 661 控件定制开发

    ◇ 航电POP页面开发

    ◇ 虚拟仪表

    ◇ POP仿真

    ◇ 自动生成全功能、交互式的应用

    ◇ 生成优化的代码

    ◇ 生成文档

 

 

所属类别: 电子系统仿真

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