行小規(guī)模重復(fù)應(yīng)用，也可以進(jìn)行大規(guī)模的仿真應(yīng)用。本發(fā)明虛擬的目標(biāo)機(jī)外圍設(shè)備模型在本發(fā)明中運(yùn)行時(shí)，與外部信號(hào)接口設(shè)備或接口仿真軟件進(jìn)行同步。
[0040]所述CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊虛擬數(shù)管計(jì)算機(jī)的組成和功能，具體為，模擬CPU、可編程只讀存儲(chǔ)器PR0M、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM和寄存器組。
[0041]各模塊間通過(guò)TCP/IP協(xié)議和UDP數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；各模塊間采用事件隊(duì)列機(jī)制進(jìn)行時(shí)序節(jié)拍控制和協(xié)同仿真。
[0042]所述總線及通信模塊根據(jù)1553B總線的高層通信協(xié)議和串口數(shù)據(jù)收發(fā)協(xié)議，采用TCP/IP協(xié)議，模擬實(shí)現(xiàn)總線和串口中的消息和控制指令。
[0043]所述應(yīng)用軟件測(cè)試模塊用于虛擬對(duì)外提供接口，方便外部程序控制虛擬平臺(tái)的執(zhí)行和測(cè)試用例的注入。具體的運(yùn)行接口包括:運(yùn)行/停止虛擬內(nèi)核，單步用戶程序，讀取/寫(xiě)入通用寄存器，讀取/寫(xiě)入存儲(chǔ)器，設(shè)定/取消斷點(diǎn)，加入測(cè)試用例，獲取當(dāng)前處理器執(zhí)行周期數(shù)等。配置接口包括:虛擬處理器的時(shí)鐘設(shè)定，虛擬仿真ROM內(nèi)存大小以及虛擬仿真RAM內(nèi)存大小。所述應(yīng)用軟件測(cè)試模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)運(yùn)行在仿真平臺(tái)上的應(yīng)用軟件代碼進(jìn)行測(cè)試，主要包括源代碼和匯編代碼級(jí)別的軟件調(diào)試與測(cè)試、斷點(diǎn)處理、變量的查看與修改、覆蓋率統(tǒng)計(jì)等。
[0044]所述遠(yuǎn)置終端用于模擬總線下位機(jī)，具體為，按照1553B高層通信協(xié)議進(jìn)行，與BC工作模式和RT工作模式之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收操作，并對(duì)下位機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行仿真，向BC工作模式返回功能仿真的結(jié)果。
[0045]星上星務(wù)系統(tǒng)，包括物理連接模型和衛(wèi)星信息流模型；星上星務(wù)系統(tǒng)主要是數(shù)管計(jì)算機(jī)通過(guò)1553B總線或串行接口，與其他單機(jī)連接，進(jìn)行遙測(cè)數(shù)據(jù)的采集和遙控命令的發(fā)送;
[0046]衛(wèi)星信息流主要包括上行遙控?cái)?shù)據(jù)和下行遙測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)遙控?cái)?shù)據(jù)包的格式，生成不同功能的遙控注數(shù)和指令，由數(shù)管計(jì)算機(jī)發(fā)送給其他單機(jī)；同時(shí)，其他模擬終端響應(yīng)上行的遙控?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)采集溫度、狀態(tài)等遙測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)送給數(shù)管模擬目標(biāo)機(jī)；數(shù)管計(jì)算機(jī)對(duì)收集到的遙測(cè)包，依據(jù)幀格式組成符合要求的遙測(cè)幀，周期性的發(fā)送給遙測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)處理顯示單元;
[0047]本發(fā)明中總線及通信模塊根據(jù)1553B總線的高層通信協(xié)議和串口數(shù)據(jù)收發(fā)協(xié)議，采用TCP/IP協(xié)議，模擬實(shí)現(xiàn)總線和串口中的消息和控制指令。CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊根據(jù)數(shù)管計(jì)算機(jī)的組成和功能，模擬CPU、可編程只讀存儲(chǔ)器PR0M、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM、寄存器組、中斷等，模擬目標(biāo)代碼的加載監(jiān)控，對(duì)目標(biāo)代碼的解釋執(zhí)行，以及代碼執(zhí)行結(jié)果監(jiān)視等。本發(fā)明能夠?qū)虞d后的目標(biāo)代碼，同時(shí)顯示高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的執(zhí)行情況，提供斷點(diǎn)、寄存器變量監(jiān)視等工具對(duì)高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)提供覆蓋率統(tǒng)計(jì)工具，便于監(jiān)視代碼測(cè)試的結(jié)果遙控注數(shù)生成模塊根據(jù)不同的遙控注數(shù)及指令需求，提供滿足統(tǒng)一遙控格式的注數(shù)包，并產(chǎn)生校驗(yàn)結(jié)果。本發(fā)明能夠接收數(shù)管模擬目標(biāo)機(jī)周期性生成的遙測(cè)數(shù)據(jù)幀，將遙測(cè)幀轉(zhuǎn)發(fā)給遙測(cè)處理顯示單元，處理顯示單元根據(jù)遙測(cè)原碼處理公式，將原碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字量遙測(cè)。本發(fā)明通過(guò)TCP/IP協(xié)議，通過(guò)UDP數(shù)據(jù)包實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)，采用事件隊(duì)列機(jī)制，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊間時(shí)序節(jié)拍控制和協(xié)同仿真，另外實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真速度的加速、減速控制。
[0048]本發(fā)明模擬的目標(biāo)機(jī)與物理單機(jī)存儲(chǔ)、接口、中斷等資源完全一致，數(shù)據(jù)流信息流滿足高層通信協(xié)議，故仿真數(shù)據(jù)能真實(shí)有效反映實(shí)際運(yùn)行情況，可以以此對(duì)應(yīng)用軟件的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)可以通過(guò)注入各種故障狀態(tài)，模擬相關(guān)的故障預(yù)案；本發(fā)明具備單步、斷點(diǎn)等調(diào)試手段，提供對(duì)寄存器和變量的監(jiān)視，對(duì)運(yùn)行結(jié)果的覆蓋率統(tǒng)計(jì)，方便進(jìn)行目標(biāo)代碼的調(diào)試和測(cè)試，通過(guò)協(xié)同仿真，可以按照一定的加速比，提高目標(biāo)代碼的運(yùn)行速度。本發(fā)明提供的通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)已經(jīng)運(yùn)用在一種衛(wèi)星數(shù)管系統(tǒng)的全數(shù)字仿真平臺(tái)上，加載數(shù)管應(yīng)用軟件到該數(shù)字平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)代碼的動(dòng)態(tài)調(diào)試。通過(guò)調(diào)整加速比，對(duì)軟件的健壯性進(jìn)行驗(yàn)證，提高了星務(wù)系統(tǒng)的可靠性。
[0049]本發(fā)明可以模擬整星平臺(tái)上主要計(jì)算機(jī)及交互設(shè)備的工作狀態(tài)，并可以根據(jù)遙控終端中注入的遙控?cái)?shù)據(jù)，更改當(dāng)前工作工況，模擬衛(wèi)星在不同階段的情況；
[0050]本發(fā)明也可以模擬整星的數(shù)據(jù)流和信息流，注數(shù)包通過(guò)上行注數(shù)模塊發(fā)送給調(diào)度控制模塊，調(diào)度控制模塊轉(zhuǎn)發(fā)給CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊，由數(shù)管應(yīng)用軟件根據(jù)注數(shù)包的格式對(duì)數(shù)據(jù)解析，執(zhí)行相應(yīng)操作；同時(shí)周期性組遙測(cè)幀，經(jīng)由調(diào)度控制模塊轉(zhuǎn)發(fā)給遙測(cè)處理顯示豐旲塊。
[0051]本發(fā)明提供的通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)可以通過(guò)仿真環(huán)境調(diào)試、測(cè)試、驗(yàn)證目標(biāo)代碼，通過(guò)斷點(diǎn)等調(diào)試助手實(shí)時(shí)控制數(shù)管應(yīng)用軟件的運(yùn)行進(jìn)程，同步顯示高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，并實(shí)時(shí)顯示主要寄存器和變量的修改情況。另外，在測(cè)試時(shí)，可用顯示代碼的執(zhí)行情況和覆蓋率。同時(shí)，通過(guò)對(duì)仿真的目標(biāo)機(jī)，對(duì)代碼的功能及數(shù)據(jù)交互的接口進(jìn)行確認(rèn)驗(yàn)證。本發(fā)明在物理單機(jī)沒(méi)有交付或不具備使用條件時(shí)，能夠調(diào)試代碼，并對(duì)數(shù)管應(yīng)用軟件的功能進(jìn)行驗(yàn)證。
[0052]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)，其特征在于，包括CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、調(diào)度控制模塊、總線及通信模塊、應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、遙控終端、遙測(cè)處理顯示模塊以及遠(yuǎn)置終端； 其中，所述CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、所述調(diào)度控制模塊、所述應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、所述遙控終端、所述遙測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)顯示模塊以及所述遠(yuǎn)置終端均連接所述總線及通信模塊； 所述CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊用于虛擬數(shù)管計(jì)算機(jī)的組成和功能，運(yùn)行待測(cè)試數(shù)管應(yīng)用軟件； 所述調(diào)度控制模塊用于虛擬控制，具體為CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、調(diào)度控制模塊、總線及通信模塊、應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、遙控終端、遙測(cè)處理顯示模塊以及遠(yuǎn)置終端之間的時(shí)序控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和運(yùn)行控制； 所述總線及通信模塊用于虛擬總線模塊； 所述應(yīng)用軟件測(cè)試模塊用于虛擬對(duì)外提供接口； 所述遙控終端用于根據(jù)不同的遙控注數(shù)及指令需求，提供統(tǒng)一遙控格式的注數(shù)包并產(chǎn)生校驗(yàn)結(jié)果； 所述遙測(cè)處理顯示模塊用于接收待測(cè)試數(shù)管應(yīng)用軟件周期性生成的遙測(cè)數(shù)據(jù)幀，并根據(jù)遙測(cè)原碼處理公式，將原碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字量遙測(cè)； 所述遠(yuǎn)置終端用于模擬總線下位機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)，其特征在于，所述時(shí)序控制具體為，CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、調(diào)度控制模塊、總線及通信模塊、應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、遙控終端、遙測(cè)處理顯示模塊以及遠(yuǎn)置終端之間的時(shí)序、節(jié)拍控制和仿真協(xié)同； 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，具體為，維護(hù)各模塊間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，完成通信數(shù)據(jù)的類(lèi)型識(shí)別、路由控制、收發(fā)中轉(zhuǎn)； 所述運(yùn)行控制，具體為，CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、調(diào)度控制模塊、總線及通信模塊、應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、遙控終端、遙測(cè)處理顯示模塊以及遠(yuǎn)置終端的暫停、運(yùn)行、停止的同步控制和仿真速度的控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)，其特征在于，所述CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊虛擬目標(biāo)機(jī)處理器，具體為仿真通用定時(shí)器，看門(mén)狗定時(shí)器，通用異步串行口(UART)，內(nèi)存控制器，異常和中斷處理方法及寄存器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)，其特征在于，所述總線及通信模塊虛擬總線模塊，具體為對(duì)RS232總線、RS422總線、MIL-STD-1553總線進(jìn)行仿真。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)，其特征在于，所述CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊虛擬數(shù)管計(jì)算機(jī)的組成，具體為，模擬CPU、可編程只讀存儲(chǔ)器PROM、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM和寄存器組。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)，其特征在于，CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、調(diào)度控制模塊、應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、遙控終端、遙測(cè)處理顯示模塊與總線及通信模塊間通過(guò)TCP/IP協(xié)議和UDP數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；所述時(shí)序控制具體為，CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、調(diào)度控制模塊、總線及通信模塊、應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、遙控終端、遙測(cè)處理顯示模塊以及遠(yuǎn)置終端間采用事件隊(duì)列機(jī)制進(jìn)行時(shí)序節(jié)拍控制和協(xié)同仿真。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)，其特征在于，所述總線及通信模塊根據(jù)1553B總線的高層通信協(xié)議和串口數(shù)據(jù)收發(fā)協(xié)議，采用TCP/IP協(xié)議，模擬實(shí)現(xiàn)總線和串口中的消息和控制指令。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種通用全數(shù)字星務(wù)仿真平臺(tái)，包括CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、調(diào)度控制模塊、總線及通信模塊、應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、遙控終端、遙測(cè)處理顯示模塊以及遠(yuǎn)置終端；其中，所述CTU虛擬目標(biāo)機(jī)模塊、所述調(diào)度控制模塊、所述應(yīng)用軟件測(cè)試模塊、所述遙控終端、所述遙測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)顯示模塊以及所述遠(yuǎn)置終端均連接所述總線及通信模塊；本發(fā)明模擬的目標(biāo)機(jī)與物理單機(jī)存儲(chǔ)、接口、中斷等資源完全一致，數(shù)據(jù)流信息流滿足高層通信協(xié)議，故仿真數(shù)據(jù)能真實(shí)有效反映實(shí)際運(yùn)行情況，可以以此對(duì)應(yīng)用軟件的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)可以通過(guò)注入各種故障狀態(tài)，模擬相關(guān)的故障預(yù)案。
【IPC分類(lèi)】G05B17/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105137807
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510494433
【發(fā)明人】呂賽, 張海, 趙彥, 陳駿林, 陸一凡, 李巍, 解加華, 顏俊菁
【申請(qǐng)人】上海衛(wèi)星工程研究所
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日