具有多個可配置模塊卡的可配置模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及模擬器的領(lǐng)域。更多具體地，本公開涉及具有多個可配置模塊卡的可配置模擬器。
[0002]背景
[0003]飛行模擬器被商業(yè)航空公司和空軍用于訓(xùn)練他們的飛行員以面對各種類型的情況。由于每架飛機都有其特殊性，因此通常針對一種類型或相似類型的飛機建立飛行模擬器來訓(xùn)練飛行員。
[0004]飛行模擬器被分為成幾組部件，每組對應(yīng)于飛機的特定功能。例如，第一組部件被用于模擬在顯示器上顯示的信息，第二組部件被用于模擬飛機的運動，第三組部件被用于模擬電氣回路，另一組部件被用于模擬液壓回路等。該幾組部件由一個或多個處理器集中控制。
[0005]因此，需要具有多個可配置模塊卡的可配置模擬器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]根據(jù)第一方面，本公開提供了可配置模擬器。該模擬器包括至少一個配置部件和多個可配置模塊卡。該配置部件包括輸入/輸出單元，其用于從多個可配置模塊卡接收廣播消息，并且將具有配置參數(shù)的廣播響應(yīng)消息發(fā)送到多個可配置模塊卡。該配置部件還包括處理器，其用于確定多個可配置模塊卡的配置參數(shù)。每個卡包括可配置輸入/輸出單元，其包括多個可配置輸入端和輸出端?？膳渲幂斎?輸出單元具有用于發(fā)送廣播消息的預(yù)定義輸出端以及用于接收廣播響應(yīng)消息的預(yù)定義輸入端。該卡還包括電源，其包括多個可配置電源電路。該卡還包括處理器，其執(zhí)行輸入/輸出配置代碼以基于廣播響應(yīng)消息來配置可配置輸入/輸出單元的多個輸入端和輸出端。該處理器還執(zhí)行電源配置代碼以基于廣播響應(yīng)消息來配置電源的多個電源電路。該處理器進(jìn)一步執(zhí)行模擬代碼以實現(xiàn)模擬器的功會泛。
[0007]在特定的方面中，配置可配置輸入/輸出單元的多個輸入端和輸出端包括執(zhí)行輸入端和輸出端的網(wǎng)絡(luò)配置。
[0008]在另一個特定的方面中，配置可配置輸入/輸出單元的多個輸入端和輸出端包括確定哪些輸入端和輸出端與至少一個其他模擬部件交換數(shù)據(jù)。
[0009]在再一個特定的方面中，配置電源的多個電源電路包括確定以下中至少一項:由特定電源電路遞送到電子部件的電力的特定電流強度和特定電壓。
[0010]在又一個特定的方面中，模擬器的功能包括若干子功能，并且配置可配置輸入/輸出單元的多個輸入端和輸出端包括確定哪些輸入端和輸出端被用于接收和發(fā)送與特定子功能相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0011]根據(jù)第二方面，本公開提供了用于操作包括多個可配置模塊卡的可配置模擬器的方法。該方法包括將用于多個可配置模塊卡的配置參數(shù)存儲在模擬控制器的存儲器中。該方法包括將配置代碼、模擬代碼和測試代碼存儲在多個可配置模塊卡中的一個可配置模塊卡的存儲器中。該方法包括將用于多個可配置模塊卡中的一個可配置模塊卡的特定配置參數(shù)從模擬控制器傳送到卡。該方法包括將所接收到的特定配置參數(shù)存儲在卡的存儲器中。該方法還包括由卡的處理器執(zhí)行配置代碼。配置代碼的執(zhí)行基于特定配置參數(shù)來配置卡的可配置輸入/輸出單元的多個輸入端和輸出端。配置代碼的執(zhí)行還基于特定配置參數(shù)來配置卡的電源的多個電源電路。該方法包括由卡的處理器執(zhí)行模擬代碼以實現(xiàn)模擬器的功能。該方法還包括由卡的處理器執(zhí)行測試代碼。測試代碼的執(zhí)行產(chǎn)生用以基于特定配置參數(shù)配置的可配置輸入/輸出單元的多個輸入端和輸出端的測試信號。測試代碼的執(zhí)行還產(chǎn)生用以基于特定配置參數(shù)配置的電源的多個電源電路的測試信號。該方法還包括監(jiān)測模擬代碼的執(zhí)行。
[0012]在特定的方面中，該方法還包括通過卡的處理器產(chǎn)生具有由處理器執(zhí)行的測試代碼的測試結(jié)果的測試通知，其由可配置輸入/輸出單元發(fā)送到模擬控制器。
[0013]在另一個特定方面中，該方法還包括:基于所接收到的測試結(jié)果，在模擬控制器處確定用于多個可配置模塊卡中的至少一個可配置模塊卡的新的配置參數(shù)，并且將新的配置參數(shù)發(fā)送到多個可配置模塊卡中的至少一個可配置模塊卡。
【附圖說明】
[0014]本公開的實施例將僅通過示例的方式參考附圖來描述，其中:
[0015]圖1是可配置模塊卡的方框圖；
[0016]圖2是根據(jù)第一方面的、包括若干圖1的可配置模塊卡的可配置模擬器的方框圖；
[0017]圖3是根據(jù)另一方面的、包括若干圖1的可配置模塊卡的可配置模擬器的方框圖；
[0018]圖4是根據(jù)再一方面的圖1的可配置模塊卡的方框圖；
[0019]圖5示出根據(jù)又一方面的、用于操作包括多個圖1的可配置模塊卡的可配置模擬器的方法；以及
[0020]圖6示出包括若干圖1的可配置模塊卡的示例性飛行模擬器。
【具體實施方式】
[0021]通過閱讀以下以僅通過示例參考附圖給出的本文中的說明性實施例的非限制性描述，前述和其他特征將變得更加明顯。在各個附圖中類似的標(biāo)號表示類似的特征。
[0022]本公開的各個方面大體上解決具有用于執(zhí)行模擬的多個計算部件的模擬器的一個或多個問題。
[0023]在本公開中提及的模擬器可用于不同的模擬目的。例如，第一種類型的模擬器可由交通工具模擬器構(gòu)成，諸如飛機模擬器、陸地車輛模擬器、船只模擬器、地鐵模擬器，采礦模擬器或核電站模擬器。
[0024]模擬器是通常包括多個部件的復(fù)雜系統(tǒng)。第一種類型的部件由計算部件構(gòu)成，包括用于執(zhí)行特定模擬軟件(在本公開中模擬軟件和模擬代碼可以互換使用)的處理器。計算部件通常接收數(shù)據(jù)、通過特定模擬軟件處理接收到的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)、并傳送該新的數(shù)據(jù)。計算部件還可以能夠與一個或若干專用硬件部件進(jìn)行交互，諸如傳感器、機械致動器、氣動致動器、液壓致動器、顯示器、開關(guān)、燈、電氣部件等。計算部件可從專用硬件部件接收數(shù)據(jù)和/或?qū)⒚畎l(fā)送到專用硬件(例如，從傳感器接收數(shù)據(jù)和將致動命令發(fā)送到致動器)。計算部件還彼此交換數(shù)據(jù)，以執(zhí)行并且同步模擬。
[0025]該模擬器通常實現(xiàn)為用于實現(xiàn)模擬器的多個功能的多個子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)包括多個計算部件和多個專用硬件部件。計算部件由具有執(zhí)行控制軟件的處理器的一個或若干專用實體集中控制。計算部件通常由專用卡實現(xiàn)，每個專用卡具有設(shè)計成實現(xiàn)模擬器的特定的功能或子功能的特定電子部件。另外，每個專用卡可僅能夠執(zhí)行存儲在專用卡的存儲器中的專用軟件。因此，當(dāng)這種專用卡沒有正常運行時，唯一的選擇是修復(fù)專用卡(可能中斷模擬)，或用完全相同類型的專用卡(其可能不會立即獲得或可能是非常昂貴的)替換該專用卡。
[0026]本公開介紹了可配置模塊卡，其可以配置成起到前述若干計算部件的作用。因此，該模擬器不再依賴于多個專用卡，其由可配置模塊卡的實例來替代?？膳渲媚K卡包括若干可配置電子部件(諸如可配置輸入/輸出單元、可配置電源)。由特定的可配置模塊卡執(zhí)行的模擬軟件還可以是可配置的。可配置模塊卡由具有執(zhí)行配置和控制軟件的處理器的一個或若干專用實體進(jìn)行配置和控制。因此，當(dāng)實現(xiàn)模擬器的關(guān)鍵功能的特定可配置模塊卡不能正常運行時，模擬器的另一種可配置模塊卡可以重新配置為替代缺陷卡來實現(xiàn)關(guān)鍵功會泛。
[0027]圖6示出包括模擬控制器610和若干可配置模塊卡(631、632、641、642、652、661和671)的示例性飛行模擬器600?？膳渲媚K卡分層地實現(xiàn)飛行模擬器600的兩個示例性子系統(tǒng)(發(fā)動機620和起落架650)。圖6將用在本說明書后面的更多細(xì)節(jié)來說明。
[0028]可配置模塊卡
[0029]現(xiàn)在參考圖1，示出了用于模擬器的可配置模塊卡100。
[0030]卡100包括板10和安裝在該板上的處理器20。雖然在圖1中示出單個處理器20，但是卡100可包括若干并行操作的處理器，這在本領(lǐng)域中是眾所周知的。另外，每個處理器可以是單核或多核處理器。至少一個處理器可以執(zhí)行模擬代碼，或者模擬代碼的一部分，以實現(xiàn)模擬器的功能。模擬器的功能的示例包括但不限于:模擬在顯示器上顯示的信息、模擬飛機的運動、模擬飛機的電氣回路、模擬飛機的液壓回路、模擬心跳、模擬身體機能，和/或已知的任何其他類型的模擬規(guī)程。
[0031]卡100還包括安裝在板10上并且與處理器20進(jìn)行電子通信的存儲器30。雖然圖1示出單個存儲器30，但是卡100可包括若干存儲器或內(nèi)存條。存在于卡100上的每個存儲器可以專用于卡100的單個處理器，或可以在卡100的若干處理器之間共享。
[0032]卡100還包括可配置輸入/輸出(I/O)單元40。由處理器20執(zhí)行的模擬代碼可以通過可配置I/O單元40接收。可配置I/O單元40包括多個可配置的輸入端和輸出端。為了說明的目的，在圖1中所示的可配置I/O單元40包括可配置的輸入端41、可配置的輸出端42和可配置的輸入端/輸出端43?？膳渲玫妮斎攵?1能夠接收圖1中未示出的、來自一個或若干其他部件的數(shù)據(jù)。可配置的輸出端42能夠?qū)?shù)據(jù)傳送到圖1中未示出的一個或若干部件?？膳渲玫妮斎攵?輸出端43能夠與一個或若干部件110交換(傳送和接收)數(shù)據(jù)。
[0033]可配置I/O單元40還可以包括一個或若干開關(guān)。例如，圖1中示出了可選開關(guān)44。開關(guān)44能夠完成以下至少一項:切換、復(fù)用和解復(fù)用在可配置的輸入端/輸出端43和其他模擬部件110之間所交換的信號。
[0034]可配置I/O單元40可以包括任意數(shù)量的可配置的輸入端/輸出端，只要其與板10的尺寸和形狀相容，并與其他電子部件在板10上所留下的空間相容。可配置I/O單元40中的每個可配置的輸入端/輸出端能夠與單個或與多個其他模擬部件進(jìn)行通信，諸如，例如:面板、電子器件、傳感器、馬達(dá)和致動器和/或任何類型的飛機或交通工具的導(dǎo)航、航空電子設(shè)備等。
[0035]當(dāng)處理器20執(zhí)行模擬代碼以實現(xiàn)模擬器的功能時，處理器20可以處理由可配置I/O單元40從其他部件接收到的數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生由可配置I/O單元40發(fā)送到其他部件的數(shù)據(jù)。
[0036]可配置I/O單元40的可配置的輸入端/輸出端根據(jù)一種或若干類型的通信協(xié)議為卡100提供通信能力。例如，可配置I/O單元40可包括用于經(jīng)由以太網(wǎng)協(xié)議接收/傳送數(shù)據(jù)的至少一個以太網(wǎng)板。另選地或同時，可配置I/O單元40可包括模擬或數(shù)字的輸入端/輸出端、串行輸入端/輸出端、USB輸入端、以太網(wǎng)輸入端、用于經(jīng)由W1-Fi協(xié)議接收/傳送數(shù)據(jù)的無線保真(W1-Fi)板、控制器局域網(wǎng)總線、I2輸入端/輸出端?？膳渲肐/O單元40還可以包括高清多媒體接口(HDMI)板，用于將視頻(和音頻)數(shù)據(jù)傳送到屏幕。其他類型的輸入端和輸出端可以基于與卡100交換數(shù)據(jù)的各種類型的其他模擬部件(例如，110)，通過可配置I/O單元40來實現(xiàn)。
[0037]可配置I/O單元40進(jìn)一步發(fā)送廣播消息和接收廣播響應(yīng)消息。廣播消息可以由可配置I/O單元40的不同的輸出端發(fā)送并且廣播響應(yīng)消息40可以由可配置I/O單元40的不同的輸入端接收。另外，不同的通信協(xié)議可以用于發(fā)送廣播消息并接收廣播響應(yīng)消息。在特定方面中，可配置I/O單元40具有用于發(fā)送廣播消息的預(yù)定義輸出端和用于接收廣播響應(yīng)消息的預(yù)定義輸入端。在圖1中示出的實施例中，經(jīng)由輸入端/輸出端43發(fā)送廣播消息120并且接收廣播響應(yīng)消息121。另選地，廣播消息120可經(jīng)由輸出端42發(fā)送，而廣播響應(yīng)消息121可經(jīng)由輸入端41接收。在另一個實施例