光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法
【專利摘要】本發明屬于數據并聯方法，具體涉及一種光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法。它包括：步驟一，建立集成仿真試驗系統中關于模塊數據端口、交互數據大小的標識模型，步驟二，建立集成系統各模塊交互數據在反射內存網共享內存中的地址序列，步驟三，確定集成仿真試驗系統內部各模塊之間初始數據關系矩陣，步驟四，仿真運行。本發明顯著的有益效果是：采用本方法，集成仿真試驗系統可以通過構建和變更數據關系矩陣實現對整個系統內部的數據交互關系的實時動態關聯。
【專利說明】光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于數據并聯方法，具體涉及一種光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法。
【背景技術】
[0002]當前航天飛行器技術朝著系統更復雜、技術更先進的方向發展。在這一趨勢下，航天飛行器需要實現在全工作周期下的高置信度效能評估，因此結合數學仿真技術系統與半實物仿真試驗技術的“一體化集成仿真技術”對于提高航天飛行器全工作周期效能評估的置信度，為總體方案制定和系統研制提供定量數據參考具有重要意義。一體化集成仿真技術的核心是實現基于不同仿真機制的異構仿真與試驗系統之間的緊耦合聯合仿真試驗。
[0003]建立緊耦合的射頻集成仿真試驗系統，需要實現半實物試驗系統與數學仿真之間能夠具備緊耦合的動態數據交互。由于試驗系統是一個實時系統，為了保證分布式數學仿真系統與半實物試驗系統的協同運行，實時動態數據交互是射頻集成仿真試驗系統構建的關鍵，實時動態數據交互是指系統在運行過程能夠實時的進行數據1/0，同時能夠依據外部激勵信號實時的改變內部各模塊之間數據的輸入輸出關系。分布式數學仿真系統可以通過提高運行計算機性能和優化算法實現實時性，因此影響集成系統實時性的主要瓶頸在于兩個系統之間動態數據交互的實時性，采用實時網絡構建集成仿真系統是系統集成的必要條件。當前系統集成方案的實時網絡大多采用光纖反射內存網，光纖反射內存網具備2.1Gbps的理論帶寬，每秒能夠傳輸174M字節數據，點到點延遲小，4節點模式下的傳輸延遲僅僅為
1.2微秒，從而能夠充分保證集成系統對實時網絡性能的需求。光纖反射內存網采用共享內存方式進行網絡間各節點的數據交互,接入光纖反射內存網的各節點共享同一段網絡內存,節點之間數據交互對共享網絡內存中的地址進行數據交互。
[0004]由于射頻集成仿真試驗系統是基于現有試驗系統與分布式數學仿真系統綜合集成的基礎上構建的，因此在解決數據傳輸硬件實時性的基礎上，還需要解決內部兩個系統各模塊之間大量緊耦合動態數據交互的問題，因此需要集成系統能夠實現系統內部大量數據的輸入輸出關系的動態關聯。
[0005]在當前仿真系統與試驗系統中，系統內部各模塊之間的數據交互通常是在系統構建時進行確定或者在系統運行之前進行裝訂。基于HLA的數學仿真系統通過F0M/S0M表確定內部模塊之間的數據交互關系，基于實時網絡的半實物試驗系統則通過自定義的接口關系表文件，或者利用關系數據庫在系統構建時確定內部模塊之間的數據接口關系，數據關系確定后在系統運行過程中無法進行內部各模塊之間數據關系的動態變更。當前數據關系的確定方法局限，使其不能應用于某些仿真試驗系統的構建，例如在建立包含指揮控制模塊的仿真試驗系統中，指揮控制模塊需要在系統運行過程中，要對對數據源進行篩選，變更其與其它模塊的數據關系，這需要仿真系統能夠動態實時的進行數據關系關聯。
【發明內容】
[0006]本申請針對仿真系統與試驗系統的集成面臨內部大量模塊之間動態實時數據交互關系問題，當前針對復雜系統的數據接口關系確定方法均基于接口關系文件或者關系數據庫實現，無法實現在系統運行過程中的數據接口關系的實時動態關聯的問題，提供一種能夠通過計算機自主感知和配置仿真與試驗集成系統中各模塊之間的數據關系，并在對系統不做修改的前提下實現系統內部數據接口關系動態變更的方法，系統構建者只需確定系統內部的初始數據關系矩陣和系統內部各接口的數據格式，即可實現系統的自由擴展和接口關系的動態變更。
[0007]本發明是這樣實現的:光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法，其特征在于:包括下述步驟:
[0008]步驟一，建立集成仿真試驗系統中關于模塊數據端口、交互數據大小的標識模型，具體是建立數據輸出端口組合、數據輸入端口組合以及對應于數據輸出端口組合的交互數據大小序列，
[0009]步驟二，建立集成系統各模塊交互數據在反射內存網共享內存中的地址序列，首先系統先確定交互數據在共享內存中的存放的首地址，然后結合輸出端口組合及其對應的交互數據大小序列，獲取集成系統和模塊的輸出端口在反射內存網上的地址序列，即交互數據在反射內存網中的地址序列，
[0010]步驟三，在獲取個模塊輸出端口對應的地址序列后，系統依據第一步中建立的模塊輸出端口組合和輸入端口組合，由用戶依據集成系統數據流程確定集成仿真試驗系統內部各模塊之間初始數據關系矩陣，在初始數據關系矩陣確定之后，將第二步中生成的輸出端口地址序列與之相乘后，即可獲取系統模塊各輸入端口對應的地址序列，至此完成系統各模塊輸出端口與輸入端口在反射內存網上 對應的數據關聯，
[0011]步驟四，在上述三步工作完成之后，集成仿真試驗系統各模塊的靜態數據關聯關系也就確立了，系統能夠基于此靜態關聯關系仿真運行，當系統在運行過程中，需要臨時變更輸入端對應的地址實現動態實施數據關聯時，系統需要通過實時變更數據關系矩陣實現動態數據關聯。
[0012]如上所述的光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法，其中，所述的步驟一中基于光纖反射內存網的數據交互是通過網絡中共享內存的地址進行接口標示的，當系統內部具有交互的模塊在明確兩者交互數據在反射內存網中的地址，即可通過向確定地址寫入數據和讀取數據實現數據交互，由于通過反射內存網進行數據交互是基于共享內存中的地址進行操作的，因此若要實現基于反射內存網的動態實時數據關聯，則需要系統內部進行數據交互的模塊雙方能夠在系統動態運行過程中實時變更交互數據在光纖反射內存網上的存放地址，從系統的角度出發，一個集成仿真試驗系統可以看成為由多個模塊組成的集合系統，系統內部的模塊數據輸出端口、數據輸入端口和數據處理器組成，系統內部的動態數據交互，可以表現為系統內部模塊輸入/輸出端口之間的對應關系下的各模塊端口之間的數據傳輸過程，在基于光纖反射內存網的集成系統中，端口之間的對應關系通過光纖反射內存網中的地址實現。
[0013]如上所述的光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法，其中，所述的步驟四的實時變更數據關系矩陣實現動態數據關聯包括下述三個步驟
[0014]實施過程分為三個步驟，[0015](I)系統模塊依據接口關系變更需求，生成新的數據關系矩證，并向其他模塊提出接口關系變更申請，并同時發送變更后的接口關系映射矩陣，
[0016](2)各模塊在接受接口關系變更申請之后，首先判斷當前幀數據是否傳輸完畢，然后依據接受到的新的接口數據關系舉證判斷變更后的接口端口的數據類型標識與對應輸出端口的數據類型標識是否一致，一致接受申請，變更本地數據關系矩證，最后向接口關系變更申請方這發送變更確認信息，
[0017](3)各子模塊均完成接口關系變更確認后，由申請方發送接口關系變更完成信息，全系統完成接口關系變更。
[0018]本發明顯著的有益效果是:采用本方法，集成仿真試驗系統可以通過構建和變更數據關系矩陣實現對整個系統內部的數據交互關系的實時動態關聯，而不需以文件或者數據庫形式進行接口關系的描述，以避免采用文件或者數據庫形式帶來的非實時性。采用本發明方法，可以使得基于不同操作系統(VxWorks、Windows、RTX等)構建的仿真、試驗集成系統，能夠通過遍歷數據接口映射關系矩陣和端口數據表示矩陣即可自動獲取內部各子模塊的數據輸出到何處、接收來自何處的數據，從而可以自動分析出整個系統的數據鏈路走向。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為光纖反射內存網數據交互示意圖；
[0020]圖2是系統內部模塊結構；
[0021 ]圖3是仿真系統模塊數據關系；
[0022]圖4是光纖反射內存網中共享內存地址分布；
[0023]圖5是反射內存網數據端口地址分配流程；
[0024]圖6是射頻半實物試驗-數學仿真集成系統；
[0025]圖7是集成仿真系統模塊數據交互標識模型；
[0026]圖8是動態實時數據關聯過程。
【具體實施方式】
[0027]光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法，包括下述步驟:
[0028]步驟一，建立集成仿真試驗系統中關于模塊數據端口、交互數據大小的標識模型，具體是建立數據輸出端口組合、數據輸入端口組合以及對應于數據輸出端口組合的交互數據大小序列，如圖7所示。
[0029]基于光纖反射內存網的數據交互是通過網絡中共享內存的地址進行接口標示的，當系統內部具有交互的模塊在明確兩者交互數據在反射內存網中的地址，即可通過向確定地址寫入數據和讀取數據實現數據交互，如圖1所示。由于通過反射內存網進行數據交互是基于共享內存中的地址進行操作的，因此若要實現基于反射內存網的動態實時數據關聯，則需要系統內部進行數據交互的模塊雙方能夠在系統動態運行過程中實時變更交互數據在光纖反射內存網上的存放地址。從系統的角度出發，一個集成仿真試驗系統可以看成為由多個模塊組成的集合系統，系統內部的模塊數據輸出端口、數據輸入端口和數據處理器組成如圖2所示。系統內部的動態數據交互，可以表現為系統內部模塊輸入/輸出端口之間的對應關系下的各模塊端口之間的數據傳輸過程，在基于光纖反射內存網的集成系統中,端口之間的對應關系通過光纖反射內存網中的地址實現，如圖1所示。
[0030]集成仿真試驗系統內部各個模塊數據交互關系如圖3所示。用r表示模塊與外部模塊的數據關聯關系，r=0表示沒有數據關聯，r=l表示有數據關聯。系統中某個仿真模塊與其它模塊的數據關聯關系可表示為:
[0031 ]
【權利要求】
1.光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法，其特征在于:包括下述步驟:步驟一，建立集成仿真試驗系統中關于模塊數據端口、交互數據大小的標識模型，具體是建立數據輸出端口組合、數據輸入端口組合以及對應于數據輸出端口組合的交互數據大小序列，步驟二，建立集成系統各模塊交互數據在反射內存網共享內存中的地址序列，首先系統先確定交互數據在共享內存中的存放的首地址，然后結合輸出端口組合及其對應的交互數據大小序列，獲取集成系統和模塊的輸出端口在反射內存網上的地址序列，即交互數據在反射內存網中的地址序列，步驟三，在獲取個模塊輸出端口對應的地址序列后，系統依據第一步中建立的模塊輸出端口組合和輸入端口組合，由用戶依據集成系統數據流程確定集成仿真試驗系統內部各模塊之間初始數據關系矩陣，在初始數據關系矩陣確定之后，將第二步中生成的輸出端口地址序列與之相乘后，即可獲取系統模塊各輸入端口對應的地址序列，至此完成系統各模塊輸出端口與輸入端口在反射內存網上 對應的數據關聯，步驟四，在上述三步工作完成之后，集成仿真試驗系統各模塊的靜態數據關聯關系也就確立了，系統能夠基于此靜態關聯關系仿真運行，當系統在運行過程中，需要臨時變更輸入端對應的地址實現動態實施數據關聯時，系統需要通過實時變更數據關系矩陣實現動態數據關聯。
2.如權利要求1所述的光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法，其特征在于:所述的步驟一中基于光纖反射內存網的數據交互是通過網絡中共享內存的地址進行接口標示的，當系統內部具有交互的模塊在明確兩者交互數據在反射內存網中的地址，即可通過向確定地址寫入數據和讀取數據實現數據交互，由于通過反射內存網進行數據交互是基于共享內存中的地址進行操作的，因此若要實現基于反射內存網的動態實時數據關聯，則需要系統內部進行數據交互的模塊雙方能夠在系統動態運行過程中實時變更交互數據在光纖反射內存網上的存放地址，從系統的角度出發，一個集成仿真試驗系統可以看成為由多個模塊組成的集合系統，系統內部的模塊數據輸出端口、數據輸入端口和數據處理器組成，系統內部的動態數據交互，可以表現為系統內部模塊輸入/輸出端口之間的對應關系下的各模塊端口之間的數據傳輸過程，在基于光纖反射內存網的集成系統中，端口之間的對應關系通過光纖反射內存網中的地址實現。
3.如權利要求2所述的光纖反射內存網的動態實時數據關聯方法，其特征在于:所述的步驟四的實時變更數據關系矩陣實現動態數據關聯包括下述三個步驟實施過程分為三個步驟，(1)系統模塊依據接口關系變更需求，生成新的數據關系矩證，并向其他模塊提出接口關系變更申請，并同時發送變更后的接口關系映射矩陣，(2)各模塊在接受接口關系變更申請之后，首先判斷當前幀數據是否傳輸完畢，然后依據接受到的新的接口數據關系舉證判斷變更后的接口端口的數據類型標識與對應輸出端口的數據類型標識是否一致，一致接受申請，變更本地數據關系矩證，最后向接口關系變更申請方這發送變更確認信息，(3)各子模塊均完成接口關系變更確認后，由申請方發送接口關系變更完成信息，全系統完成接口關系變更。
【文檔編號】H04B10/25GK103685422SQ201210357154
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月21日 優先權日:2012年9月21日
【發明者】趙政, 劉佳琪, 奚敏, 彭程遠, 方藝忠, 羅勛 申請人:北京航天長征飛行器研究所, 中國運載火箭技術研究院