星载计算机仿真系统平台内核的设计与实现

摘要

随着航天器功能的日趋丰富，任务载荷所需的传感器或控制系统等的种类日趋多样化，在不同任务中，所需连接的设备往往是不尽相同的。在开发星务计算机软件的时候，为充分检验其有效性和可靠性，往往需要使用硬件设备事先搭建好试验环境再开展测试。而在软件系统开发的初期，由于经常需要对不同的概略方案进行研究对比，因此，通常意义上的先搭建硬件环境再跑软件的方法就暴露出成本高昂而且难于在体系结构上进行灵活调整的致命弱点。
　　从上述角度出发，数管计算机软件的设计与开发人员非常希望能够有一种低成本灵活并且易于使用的信息仿真手段帮助他们尽早地在项目的初始阶段筛选出合适的方案。为此，五院总体设计部电子设计研究室提出了以二代导航卫星数管计算机全数学仿真为基础开发星载计算机仿真系统的要求。
　　本论文依据软件复用技术的软件开发思想，构建了一个可以灵活搭载外围不同仿真模块以实现不同仿真结构的系统内核。论文结合实际需求，采用软件总线的设计原理并参考现阶段数据传输技术和模块调度技术，通过初始化、调度管理和总线管理器三个功能模块共同实现了模块化配置、数据传输以及时序调度运行等灵活性的需求。
　　论文首次在国内实现了可灵活配置外围仿真模块的软件仿真计算机环境。使用者可以根据自己的硬件设计方案灵活地更换外设模块的种类、数量而无须改动模块的源代码。同时，系统可以在运行中模仿出不同外围仿真模块在其硬件原型上的速度差异，并实现了外围模块透明地在彼此之间的传输数据。

目录

星载计算机仿真系统平台内核的设计与实现

THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF CORE PLATFORM OF ON-BOARD COMPUTER SIMULATION SYSTEM

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题的背景及研究目的

1.2 与课题有关的国内外研究综述

1.2.1星务软件开发现状

1.2.2 软件复用技术研究现状

1.2.3仿真技术应用现状

1.3 本论文的主要工作内容

第2章 本课题用到的相关技术

2.1 软件总线技术

2.1.1 软件总线的基本原理

2.1.2 软件总线的框架结构

2.1.3软件总线的模块设计

2.2 构件调度管理技术

2.2.1消息处理

2.2.2 数据传输协议

2.2.3 调度器

2.3 本章小结

第3章 星载计算机仿真系统内核的设计

3.1 系统需求分析

3.2总体设计

3.2.1 系统组成

3.2.2 功能模块设计

3.2.3 内核结构设计

3.2.4 内核功能设计

3.2.5 开发及运行环境

3.3 初始化模块

3.3.1 配置文件

3.3.2 初始化功能

3.4 总线管理器模块

3.4.1 数据存储

3.4.2 控制逻辑

3.4.3 传输机制

3.5 调度管理模块

3.5.1 功能设计

3.5.2 频率差异设计

3.5.3 响应主控台指令

3.6 本章小结

第4章 星载计算机仿真系统内核的实现

4.1 系统实现

4.2 总线管理器实现

4.2.1 控制逻辑实现

4.2.2 数据传递实现

4.2.3 数据存储实现

4.2.4 接口函数实现

4.2.5 通信流程

4.3 调度管理实现

4.3.1 功能实现

4.3.2 调度流程

4.4 与内核关联的界面

4.5 系统应用效果验证

4.5.1 功能测试

4.5.2 性能测试

4.6 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢

个人简历