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发布时间:2023-10-20 16:33:17
基于FACE标准的数据建模方法研究高忠杰等 2018年5月第49卷增刊1(总第172期) 基于FACE标准的数据建模方法研究 高忠杰 ,康介祥 ,尹伟 ,马晋 ,傅金泉 (1.中国航空无线电电子研究所,上海200241;2.AnySys,上海200003) [摘要]现代民用飞机航电系统的综合化程度越来越高,系统的综合过程日趋复杂。软件功能的可移植性和 互操作性是制约航电系统功能综合的重要因素。FACE标准在集成各类开放式标准的基础上,提出了应用数据 建模架构。通过形式规范、语义严格的模型化方法对应用数据进行建模,进而实现代码和配置的自动生成。在 对基于FACE的数据建模方法进行清晰阐述的基础上,结合SCADE开发工具通过一个开发实例,对数据建模 过程进行介绍,对数据建模方法进行了总结。 [关键词] 未来机载能力环境(FACE);高安全性应用开发环境(SCADE);数据模型;概念模型;逻辑模 型;物理模型 【中图分类号]TP3l1.52[文献标识码]A[DOI编码]10.3969 ̄.issn.1006—141X.2018.z1.22 『文章编号]1006.141X(2018)z1.O1 13—005 Data Modeling Method Based on FACE GAO Zhong ̄ie ,KANG Jie—xiang ,YIN Wei1,MA Jin ,FU Jin.quan2 (1.China National Aeronautical Radio Electronics Research Institute,Shanghai 200241,China;2.AnSys,Shanghai, 200003,China) Abstract: With avionics becoming more and more complicated,avionics integration process IS more and more dificult.The applfication interoperability and portability are the main barriers to avionics integration.The FACE standard suggests a Data Modeling method to mitigate the ICD semantic gap between the USer and the developer.It supports the code and configuration automatic generation.Data Modelng is iintroduced and a PFD UoP demo is built by SCADE and finally the Data Modelng metihod is summaried. Keywords:futureairborne capabilityenvironment(FACE);safetycriitcal applicationdevelopmentenvironment(SCADE); datamodel;conceptualmodel;logicalmodel;platformmodel 0 引言 随着民用飞机对飞行品质、安全性、舒适性 和经济性要求的不断提高,飞机的综合化程度也 越来越高。从波音777到空客A380和波音787,民 中。航电系统综合化程度的提高一方面带来系统 重量减轻、可靠性增加等方面的优点,另一方面 对于系统的综合验证过程提出了巨大的挑战。同 时,民用飞机的软件规模也在不断提高,如波音 777达到了400万行,民用飞机软件规模每隔四年 提升一倍,成为超大规模级别的软件。 目前,综合航电系统主要采用ARINC 653等 用飞机综合航电系统的综合化程度已经达到了前 所未有的水平…。除了传统意义上的航电系统功 能,燃油系统、电源系统、环控系统等非传统航 电系统的处理和控制功能也被综合到航电系统当 开放式系统结构提升民用飞机的航空制造、维护 以及改进升级,通过标准化接口实现软件和硬件
May,2018 Vo1.49 Supplement 1(serial No.172) 航空电子技术 AVIONICS TECHNOLOGY 的分离,减少系统的修改设计和取证时间,降低 碍的原因在于:每个平台设备都有一个接口控制 文件(ICD:Interface Control Document)来描述该 硬件所支持的消息和协议,应用程序与该硬件的 接口是建立在这些消息和协议的支持上,应用程 序中的这些消息和协议的支持是与硬件紧密耦合 的,因为它们互相依赖以遵循ICD来获得正确的操 产品的开发成本的风险。由开放组织(The Open Group)发布的未来机载能力环境(FACE:Future Airbome Capability Environment)标准,在集成各 种标准接口的基础上进一步提出了数据建模的概 念,通过概念模型、逻辑模型和物理模型及共享 数据模型实现了软件数据的标准化,增强了软件 的跨平台移植能力。 作。集成者要完全理解ICD文字描述通常很困难, 例如,英尺和公尺单位的混用可能会产生误解。 精度或数据区域的测量误差也会造成开发和集成 的不匹配。 1 航电系统应用的复杂性 航电软件系统是一个由多个系统、多种环 境、多项任务、多种资源构成的相互关联、相互 支持、相互集成和相互制约的复杂系统,具有多 1.2 应用的互操作性问题 所谓互操作性(Interoperability)是指分布式设 备通过信息的数字交换而能够协同工作,并达到 目标、多信息、多专业、多任务、多功能、多资 源和多过程组成的大规模复杂系统构成与管理特 征。以大型民机C919显示系统为例,系统提给软 件的T4级需求达几万条,而T5级需求更是两倍于 T4级需求,需求条目数量惊人。其显示系统嵌入 共同目标的一种能力。作为软件架构属性的互操 作性则强调跨平台、编程语言的程序之间通信和 共享数据的能力。传统航电软件系统的互操作性 问题主要体现在与其它需协作的软件应用的紧耦 合接口上。它包括两个方面:一是传输数据的接 口为专有接口,且为紧耦合;二是互操作涉及的 式软件代码规模达100多万行,最大的软件配置项 超过l0万行。从目前的现状来看,航电软件系统